DE102009030999A1 - Heißwasser-Versorgungssystem - Google Patents

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Abstract

Ein Heißwasser-Versorgungssystem umfasst einen Stromspeicherabschnitt (4), welcher eine Batterie (4a) aufweist, die fähig ist, elektrischen Strom zu laden und zu entladen, einen Heizabschnitt, um Fluid aufzuheizen, welches als Heißwasser zu liefern ist, einen Tank (3) zum Speichern von Fluid, welches durch den Heizabschnitt (1) aufgeheizt ist, einen Stromsteuerabschnitt (6), um das Laden und Entladen des Speicherabschnitts zu steuern, und einen Temperatursteuerabschnitt (7), um eine Temperatur des Stromsteuerabschnitts (6) zu steuern durch Strömenlassen von Fluid, welches in dem Tank gespeichert ist, um eine Menge von Wärme zu transferieren.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heißwasser-Versorgungssystem.
  • Die JP-A-H05-095639 offenbart ein Heißwasser-Versorgungssystem. Elektrizität wird von einem Stromversorgungssystem an das Heißwasser-Versorgungssystem geliefert, und das Stromversorgungssystem umfasst eine Strom-Speicherbatterie zum Speichern von Nachtstrom (engl.: midnight power), welcher von einem Stromunternehmen während der Nachtzeit bereitgestellt wird, oder von Strom, welcher von einer Solarbatterie bereitgestellt wird.
  • Bei dem Stromversorgungssystem des Heißwasser-Versorgungssystems wird Wechselstrom-Strom, der von dem Stromunternehmen bereitgestellt wird, durch einen AC/DC-Konverter in einen Gleichstrom umgewandelt, und die Speicherbatterie wird mit dem Gleichstrom geladen. Des Weiteren wird Gleichstrom, welcher von der Solarbatterie und der Speicherbatterie bereitgestellt wird, durch einen DC/AC-Wechselrichter in alternierenden Strom bzw. Wechselstrom umgewandelt, und der Wechselstrom wird an eine Wärmepumpenvorrichtung geliefert. Das Stromversorgungssystem weist einen Stromversorgungsanschluss auf zum direkten Erhalten von Gleichstrom von der Solarbatterie und der Speicherbatterie.
  • Bei dem Heißwasser-Versorgungssystem wird Strom von der Solarbatterie durch den DC/AC-Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt, und eine Heißwasser-Versorgungsvorrichtung wird durch den Wechselstrom angetrieben. Da der Wechselrichter eine Umwandlungseffizienz von in etwa 90% zum Beispiel aufweist und da die Effizienz in Abhängigkeit von dem Temperaturwechsel abnimmt, wird ein Energieverlust durch die Umwandlung hervorgerufen.
  • Im Gegensatz dazu ist es erforderlich, dass die Solarbatterie eine effiziente elektrische Ladung und Entladung ausführt für eine effiziente Nutzung von Energie. Für eine sachgerechte Ladung und Entladung ist eine Stromsteuereinrichtung zum Steuern der Ladung und Entladung der Solarbatterie und der Stromversorgung erforderlich, um in einer angemessenen Temperaturumgebung verwendet zu werden.
  • Das Heißwasser-Versorgungssystem kann nicht effizient Strom verwenden, welcher von einem Solar-Photovoltaik-Stromerzeugungsabschnitt als ein ganzes System geliefert wird, aus den Gesichtspunkten der Elektrizitätsumwandlungseffizienz und einer Betriebsumgebung der Stromsteuervorrichtung.
  • Im Hinblick auf die vorangegangenen und andere Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Heißwasser-Versorgungssystem bereitzustellen, welches fähig ist, mehr Energie als ein ganzes System einzusparen.
  • Nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst ein Heißwasser-Versorgungssystem einen Stromspeicherabschnitt (4), welcher eine Batterie (4a) aufweist, die fähig ist zum Laden und Entladen von elektrischem Strom, einen Heizabschnitt (1) zum Heizen von als Heißwasser zu lieferndem Fluid, einen Tank (3) zum Speichern von durch den Heizabschnitt (1) aufgeheiztem Fluid, einen Stromsteuerabschnitt (6) zum Steuern des Ladens und Entladens des Speicherabschnitts und einen Temperatursteuerabschnitt (7) zum Steuern einer Temperatur des Stromsteuerabschnitts (6) durch Strömenlassen von Fluid, welches in dem Tank gespeichert ist, um eine Menge von Wärme zu transferieren. Dementsprechend kann als ein ganzes System mehr Energie eingespart werden.
  • Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird der Heizabschnitt (1) durch Strom angetrieben, welcher von einer Stromquelle geliefert wird, ausgewählt unter einer Mehrzahl von Stromquellen. Die Mehrzahl von Stromquellen umfasst die Batterie, einen Systemstrom, welcher von einem Stromversorgungsunter nehmen geliefert wird, und einen systemfremden Strom, der unter Verwenden von natürlicher Energie erzeugt wird. Demgemäß kann als ein ganzes System mehr Energie eingespart werden.
  • Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gibt der Stromsteuerabschnitt (6) eine Mehrzahl von Stromarten aus, welche verschiedene Spannungen aufweisen. Dementsprechend kann als ein ganzes System mehr Energie eingespart werden.
  • Gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Heißwasser-Versorgungssystem einen Stromspeicherabschnitt (4), eine Heizvorrichtung (1) vom Typ Wärmepumpe, einen Tank (3), einen Stromsteuerabschnitt (6) und einen Temperatursteuerabschnitt (7). Der Speicherabschnitt (4) weist eine Batterie (4a) auf, um Strom zu laden und zu entladen, der unter Verwenden eines Stromerzeugungsabschnitts von der natürlichen Energie erhalten wird. Die Heizvorrichtung (1) vom Typ Wärmepumpe wird durch Strom angetrieben, welcher von der natürlichen Energie erhalten wird, und heizt Fluid auf, welches als Heißwasser zu liefern ist. Der Tank (3) speichert Fluid, welches durch die Heizvorrichtung vom Typ Wärmepumpe aufgeheizt wird. Der Stromsteuerabschnitt (6) wählt eine Versorgungsquelle von Gleichstrom, welche die Heizvorrichtung antreibt, zwischen dem Stromerzeugungsabschnitt oder dem Speicherabschnitt aus und steuert den Gleichstrom und das Laden und das Entladen des Speicherabschnitts. Der Temperatursteuerabschnitt (7) steuert eine Temperatur des Stromsteuerabschnitts (6) durch Strömenlassen von Fluid, welches in dem Tank gespeichert ist, um eine Menge von Wärme zu transferieren.
  • Dementsprechend kann Strom, welcher von der natürlichen Energie, wie zum Beispiel Sonnenlicht, Windkraft oder Wasserkraft, erhalten wird, an die Heizvorrichtung vom Typ Wärmepumpe als Gleichstrom ohne eine Umwandlung in Wechselstrom geliefert werden, und die Heizvorrichtung vom Typ Wärmepumpe wird durch den Gleichstrom angetrieben. Ein Verlust von Energie, welche von der natürlichen Energie erhalten wird, kann dadurch reduziert werden, da keine Stromumwandlung ausgeführt wird. Aufgrund des Temperatursteuerabschnitts kann weiterhin eine Temperatur des Stromsteuerabschnitts in angemessener Art und Weise gesteuert werden unter Verwenden von Fluid in dem Tank. Der Stromsteuerabschnitt kann daher in angemessener Art und Weise das Laden und Entladen des Speicherabschnitts und die Stromversorgung steuern. Da die Menge von Wärme in dem Tank effizient für die Temperatursteuerung von sowohl dem Heißwasser als auch dem Stromsteuerabschnitt verwendet werden kann, kann des Weiteren der Strom, welcher von der natürlichen Energie erhalten wird, effizient für die Gesamtheit des Heißwasser-Versorgungssystems verwendet werden. Dementsprechend kann mehr Energie in dem Heißwasser-Versorgungssystem als ein ganzes System eingespart werden.
  • Gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Heißwasser-Versorgungssystem einen Tank (3), einen Stromspeicherabschnitt (4), einen Stromsteuerabschnitt (6), einen Heizabschnitt (1) und einen Temperatursteuerabschnitt (7). Der Tank (3) wird mit Fluid gefüllt, um eine Menge von Wärme für zu lieferndes Heißwasser zu speichern. Der Speicherabschnitt (4) lädt und entlädt Systemstrom, welcher von einem Stromsystem eines Stromversorgungsunternehmens geliefert wird, und systemfremden Strom, welcher unter Verwenden von natürlicher Energie erzeugt wird. Der systemfremde Strom ist verschieden von dem Systemstrom. Der Stromsteuerabschnitt (6) steuert das Laden und das Entladen des Speicherabschnitts und gibt eine Mehrzahl von Wechselstromarten aus, welche verschiedene Spannungen aufweisen, und eine Mehrzahl von Gleichstromarten, welche verschiedene Spannungen aufweisen, durch Eingeben von zumindest einem von dem Systemstrom, dem systemfremden Strom und Strom, welcher von dem Stromspeicherabschnitt entladen wird. Der Heizabschnitt (1) heizt Fluid, welches in dem Tank gespeichert ist, durch eine Ausgabe von dem Stromsteuerabschnitt (6) auf. Der Temperatursteuerabschnitt (7) steuert eine Temperatur des Stromsteuerabschnitts durch Strömenlassen von Fluid, das in dem Tank gespeichert ist, um eine Menge von Wärme zu transferieren.
  • Aufgrund des Temperatursteuerabschnitts kann dementsprechend eine Temperatur des Stromsteuerabschnitts in passender Art und Weise gesteuert werden unter Verwenden von Fluid in dem Tank. Der Stromsteuerabschnitt kann daher in angemessener Weise die Ladung und Entladung des Speicherabschnitts und die Stromversorgung der Mehrzahl von Wechselstromarten, welche verschiedene Spannungen aufweisen, und der Mehrzahl von Gleichstromarten, welche verschiedene Spannungen aufweisen, steuern. Weil die Menge an Wärme in dem Tank effizient für die Temperatursteuerung von sowohl dem heißen Wasser als auch dem Stromsteuerabschnitt verwendet werden kann, kann des Weiteren der Strom, welcher von der natürlichen Energie erhalten wird, effizient für die Gesamtheit von dem Heißwasser-Versorgungssystem verwendet werden. Mehr Energie kann dementsprechend in dem Heißwasser-Versorgungssystem als ein ganzes System eingespart werden.
  • Gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können der Tank und der Stromsteuerabschnitt in dem gleichen Gehäuse (2) angeordnet sein. Wärme, welche von dem Tank durch Luft übertragen wird, kann dementsprechend auch für die Temperatursteuerung des Stromsteuerabschnitts verwendet werden, während die Temperatur des Stromsteuerabschnitts durch strömendes Fluid gesteuert werden kann, welches in dem Tank gespeichert ist, um die Menge von Wärme zu transferieren bzw. zu übertragen. Weil die Menge von Wärme, welche in dem Tank gespeichert ist, effizient für sowohl die Fluidübertragung als auch die Luftübertragung verwendet werden kann, kann somit mehr Energie in dem Heißwasser-Versorgungssystem eingespart werden.
  • Gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Temperatursteuerabschnitt einen ersten fluidseitigen Zirkulationskreislauf (30, 33) aufweisen, durch welchen ein erstes Fluid, welches in dem Tank gespeichert ist, zirkuliert, einen zweiten fluidseitigen Zirkulationskreislauf (34), durch welchen ein zweites Fluid, welches durch den Stromsteuerabschnitt hindurchgeht, zirkuliert, und einen Wärmetauscherabschnitt (7), durch welchen das erste Fluid und das zweite Fluid Wärme austauschen.
  • Aufgrund des Wärmeaustauschabschnitts wird dementsprechend Wärme zwischen dem ersten Fluid, welches als Heißwasser zu liefern ist, und dem zweiten Fluid ausgetauscht. Der Wärmeaustauschabschnitt ist durch einen ersten fluidseitigen Durchgang und einen zweiten fluidseitigen Durchgang definiert, welche voneinander unabhängig sind. Somit kann die Temperatur des Stromsteuerabschnitts gesteuert werden, und eine Durchlasskonstruktion eines Zirkulationskreislaufs kann einfach sein. Des Weiteren kann die Hygiene des heißen Wassers sichergestellt werden, da die Temperatursteuerung des Stromsteuerabschnitts nicht direkt durch das heiße Wasser, welches zu liefern ist, ausgeführt wird.
  • Gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Temperatursteuerabschnitt des Weiteren einen Wärmetauscher (39) umfassen, um thermisch in Kontakt zu treten mit dem zweiten Fluid, welches durch den Stromsteuerabschnitt hindurchgeht, um in den Wärmetauscherabschnitt zu strömen, und dem ersten Fluid, um in den Tank zu strömen.
  • Wärme von dem zweiten Fluid, das in den Wärmetauscherabschnitt zu strömen hat, kann dementsprechend dem ersten Fluid zum Strömen in den Tank bereitgestellt werden. Die Erwärmung der Heizvorrichtung vom Typ Wärmepumpe kann somit unterstützt werden, und die Energie, welche in die Heizvorrichtung vom Typ Wärmepumpe zum Sieden eingegeben wird, kann reduziert werden. Mehr Energie kann dementsprechend für das System eingespart werden.
  • Gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Temperatursteuerabschnitt eine Temperatur des Speicherabschnitts durch strömendes Fluid steuern, welches in dem Tank gespeichert ist, um eine Menge von Wärme zu transferieren, und der Speicherabschnitt und der Tank können im gleichen Gehäuse angeordnet sein.
  • Aufgrund des Temperatursteuerabschnitts können die Temperaturen dementsprechend sowohl von dem Speicherabschnitt als auch von dem Stromsteuerabschnitt gesteuert werden unter Verwendung des Fluids in dem Tank. Die Temperatur der Batterie kann somit beibehalten werden, um angemessen zu sein, und die Effizienz der Ladung und der Entladung der Batterie kann verbessert werden. Dementsprechend kann mehr Energie für die Gesamtheit des Heißwasser-Versorgungssystems eingespart werden.
  • Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher offenbar werden von der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, welche in Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt. In den Zeichnungen:
  • 1 ist ein schematisches Diagramm, welches ein Heißwasser-Versorgungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
  • 2 ist ein Blockdiagramm, welches einen Pfad von Gleichstrom darstellt, welcher an eine Wärmepumpeneinheit der ersten Ausführungsform geliefert wird;
  • 3 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Fluidströmung in einem Ausgangszustand einer Siedeoperation darstellt, welche durch die Wärmepumpeneinheit des Heißwasser-Versorgungssystems der ersten Ausführungsform ausgeführt wird;
  • 4 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Fluidströmung einer Siedeoperation darstellt, in welcher heißes Wasser, welches eine Zieltemperatur aufweist, an einen Tank geliefert wird;
  • 5 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Fluidströmung in einem Zustand darstellt, in welchem ein Speicherabschnitt gekühlt wird;
  • 6 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Fluidströmung in einem Zustand darstellt, in welchem ein Speicherabschnitt erwärmt wird;
  • 7 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Fluidströmung in einem Zustand darstellt, in welchem ein PCS bzw. Stromkonditioniersystem gekühlt wird;
  • 8 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Fluidströmung in einem Zustand darstellt, in welchem sowohl der Speicherabschnitt als auch das PCS gleichzeitig gekühlt werden;
  • 9 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines Verfahrens zum Antreiben der Wärmepumpeneinheit unter Verwenden von Gleichstrom, der von einer natürlichen Energie erhalten wird, darstellt;
  • 10 ist ein Blockdiagramm, welches ein PCS von einem Heißwasser-Versorgungssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt; und
  • 11 ist ein schematisches Diagramm, welches ein Heißwasser-Versorgungssystem gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel darstellt.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben werden. Das gleiche Bezugszeichen wird für das gleiche Element der Ausführungsformen verwendet, so dass eine redundante Beschreibung weggelassen werden kann. Wenn lediglich ein Teil der Konstruktion in einer Ausführungsform beschrieben wird, kann die beschriebene Konstruktion der anderen Ausführungsform in der Ausführungsform angewendet werden. Teile der Ausführungsformen können miteinander kombiniert werden, wenn die Kombination angegeben ist. Ausführungsformen können teilweise mit einer anderen kombiniert werden ohne die Angabe, wenn die Kombination möglich ist.
  • (Erste Ausführungsform)
  • Ein Heißwasser-Versorgungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben werden. Die 1 stellt eine Konstruktion des Heißwasser-Versorgungssystems der ersten Ausführungsform dar, in welchem eine Vorderseite eines Gehäuses 2 derart abgenommen ist, dass eine Innenseite des Gehäuses 2 gesehen werden kann.
  • Das Heißwasser-Versorgungssystem umfasst eine Heißwassererzeugungsvorrichtung zum Erzeugen von heißem Wasser und eine Stromvorrichtung zum Liefern von Strom. Das Heißwasser-Versorgungssystem umfasst einen Temperatursteuerabschnitt zum Steuern einer Temperatur einer Batterie durch strömendes Fluid in einem Tank, derart, dass eine Menge von Wärme von dem Fluid an die Batterie transferiert bzw. übertragen wird. Die Heißwassererzeugungsvorrichtung umfasst eine Wärmepumpeneinheit 1, einen Tank 3 und eine Steuereinrichtung 5. Die Wärmepumpeneinheit 1 ist eine Heizvorrichtung vom Typ Wärmepumpe zum Aufheizen von Fluid, welches als heißes Wasser zu liefern ist. Der Tank 3 speichert das aufgeheizte Fluid, und die Steuereinrichtung 5 steuert einen Weg von Fluid, das als heißes Wasser zu liefern ist. Die Stromvorrichtung umfasst einen Stromspeicherabschnitt 4 und ein Stromkonditioniersystem 6 (hier im Folgenden bezeichnet als PCS 6). Der Speicherabschnitt 4 ist mit einer Mehrzahl von Batterien 4a konstruiert, um zu laden und zu entladen. Das PCS ist ein Stromsteuerabschnitt, um zumindest die Ladung und die Entladung von dem Speicherabschnitt 4 zu steuern. Die Bauteile des Heißwasser-Versorgungssystems sind durch eine Vielzahl von Rohren verbunden.
  • Eine Systemsteuereinrichtung 100 steuert Betriebsweisen der Bauteile des Heißwasser-Versorgungssystems. Die Systemsteuereinrichtung 100 kann an einer Stelle ähnlich zu der Steuereinrichtung 5 angeordnet sein und kann eine einzige Einrichtung zum Steuern der Gesamtheit des Heißwasser-Versorgungssystems sein. Alternativ kann die Systemsteuereinrichtung 100 eine Mehrzahl von Steuereinheiten integrieren zum Steuern der Konstruktionsteile des Heißwasser-Versorgungssystems.
  • Der Speicherabschnitt 4, das PCS 6 und der Tank 3 sind in dem Gehäuse 2 des Heißwasser-Versorgungssystems angeordnet. Das Heißwasser-Versorgungssystem ist hauptsächlich für den häuslichen Gebrauch bereitgestellt. Der Speicherabschnitt 4 ist mit einer Mehrzahl von Batterien 4a konstruiert, welche in einem Gestell angeordnet sind. Der Speicherabschnitt 4 speichert Systemgebrauchsstrom, welcher von einem Versorgungsunternehmen bereitgestellt wird, und Strom, welcher von Energie der natürlichen Welt (hier im Folgenden bezeichnet als natürliche Energie), wie zum Beispiel von Sonnenwärmeenergie, Windkraftenergie oder Wasserkraftenergie, unter Verwenden einer Vielzahl von Stromerzeugungsabschnitten erzeugt wird. Der in dem Speicherabschnitt 4 gespeicherte Strom wird zum Beispiel breit verwendet für Heißwasser-Versorgungsvorrichtungen, ein elektrisches Haushaltsgerät und ein Kraftfahrzeug. Das PCS 6 wählt eine Versorgungsquelle für das Liefern von Gleichstrom an die Wärme pumpeneinheit 1 aus zwischen dem Stromerzeugungsabschnitt und dem Speicherabschnitt 4. Das PCS 6 steuert den Gleichstrom und die Ladung und Entladung des Speicherabschnitts 4. Das PCS 6 kann den Betrieb einer häuslichen Ausstattungsvorrichtung, welche eine andere ist als das Laden und das Entladen des Speicherabschnitts 4, steuern.
  • Eine Temperatur von heißem Wasser, welches in dem Tank 3 gespeichert ist, und eine Temperatur von heißem Wasser, welches durch die Wärmepumpeneinheit 1 zum Sieden gebracht wird, werden gesteuert, um in einem eingestellten Bereich zu liegen. Das heiße Wasser wird an einen Anschluss der Gebrauchsseite von heißem Wasser geliefert, welcher in einer Küche, einem Waschtisch und einem Badezimmer angeordnet ist, nachdem die Temperaturen kontrolliert bzw. gesteuert wurden. Der Anschluss, welcher auf der Heißwassergebrauchsseite ist, entspricht einem Heißwasserauslass, wie zum Beispiel einer Dusche, einem Wasserhahn, einem Handwaschbeckenhahn oder einer Badewanne. Die Wärmepumpeneinheit 1 ist eine Heizeinrichtung, welche durch Gleichstrom angetrieben wird unter Verwenden von Strom, der aus der natürlichen Energie erhalten wird.
  • Der Temperatursteuerabschnitt bringt ein erstes Fluid (Wasser, welches als Heißwasser zu liefern ist) und ein zweites Fluid (Frostschutz bzw. Salzlösung (engl.: brine)) dazu, Wärme in einem Wärmetauscher 7 auszutauschen. Das erste Fluid ist in dem Tank 3 gespeichert, und das zweite Fluid wird zwangsweise zirkuliert gelassen, um durch den Speicherabschnitt 4 und das PCS 6 hindurchzugehen. Die Wärmeabsorption und Wärmestrahlung der Batterie 4a und des PCS 6 kann somit durch das zweite Fluid derart gesteuert werden, dass die Temperaturen der Batterie 4a und des PCS 6 gesteuert werden können. Aufgrund der Temperatursteuerung kann, wenn die Batterie 4a lädt oder entlädt, die Temperatur der Batterie 4a gesteuert werden, um in einem Temperaturbereich derart zu sein, dass das Laden und Entladen effizient ausgeführt werden kann. Die Temperatur des PCS 6 kann weiterhin gesteuert werden, um in einem geeigneten Temperaturbereich derart zu sein, dass das PCS 6 eine vorherbestimmte Steuerfunktion ausführen kann.
  • Der Speicherabschnitt 4 ist eine Anordnung von Batterien 4a, welche aus einer Sekundär-Lithium-Batterie oder einer Nickel-Hybrid-Batterie oder ähnlichem konstruiert ist. Die Batterien 4a sind in einem vorherbestimmten Gestell derart angeordnet, um in vorherbestimmten Intervallen geschichtet zu sein. Die Batterien 4a sind durch einen Durchlass 4b des zweiten Fluids umgeben, der in dem Gestell definiert ist, und die Batterie 4a gibt ab und empfängt Wärme in Bezug auf das zweite Fluid, welches durch den Durchlass 4b strömt. Ein temperaturgesteuerter Widerstand 23 der Batterie erfasst eine Oberflächentemperatur der Batterie 4a und ist an vorherbestimmten Batterien unter den geschichteten Batterien 4a angeordnet. Der Speicherabschnitt 4 speichert kostengünstigen Nachtstrom (zum Beispiel eines Systemversorgungsstroms) von einer Systemversorgungsstromquelle zum Beispiel, in welcher der Nachtstrom während der Nacht bereitgestellt wird. Der Speicherabschnitt 4 speichert des Weiteren Strom, der durch den Stromerzeugungsabschnitt aus der natürlichen Energie erzeugt wird, derart, um die Wärmepumpeneinheit 1 in einem erforderlichen Zeitpunkt bzw. Zeitraum anzutreiben. Der Nachtstrom wird sowohl für die Stromspeicherung des Speicherabschnitts 4 als auch für eine Aktivierung eines Wärmepumpenkreislaufs verwendet. Das heißt, in einem Zeitraum, wenn der Nachtstrom bereitgestellt wird, werden die Stromspeicherung des Speicherabschnitts 4 und die Wärmespeicherung des Tanks 3 ausgeführt. Die Wärmespeicherung des Tanks 3 wird durch eine Aktivierung des Wärmepumpenkreislaufs ausgeführt.
  • Die Wärmepumpeneinheit 1 umfasst den Wärmepumpenkreislauf, welcher Kohlendioxid als Kältemittel verwendet, das eine niedrige kritische Temperatur aufweist. In dem Wärmepumpenkreislauf sind zumindest ein Kompressor, ein Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher als ein Radiator, eine variable Entspannungseinrichtung, ein Verdampfer und ein Gas-Flüssig-Separator verbunden, um einen geschlossenen Kreislauf zu definieren. Die Wärmepumpeneinheit 1 siedet heißes Wasser durch Austauschen von Wärme zwischen Hochtemperatur-Kältemittel und Hochdruck-Kältemittel, welches durch einen Kältemitteldurchlass des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers strömt, und Wasser, welches durch einen Wasserdurchlass des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers strömt. Die Wärmepumpeneinheit 1 ist eine Vorrichtung vom DC-angetriebenen Typ, welche durch Gleichstrom angetrieben ist. Das heißt, der Kompressor und die variable Entspannungseinrichtung werden durch Gleichstrom angetrieben. Die Systemsteuereinrichtung 100 empfängt Erfassungsinformationen, welche von einer Anzahl von temperaturgesteuerten Widerständen bzw. Thermistoren bereitgestellt werden und unter Verwendung von gespeicherten Programmen berechnet werden, um die variable Entspannungseinrichtung und den Kompressor zu steuern.
  • In einem Fall, dass Kohlendioxid als Kältemittel verwendet wird und dass der Wärmepumpenkreislauf durch eine überkritische Wärmepumpe konstruiert ist, kann heißes Wasser, welches eine hohe Temperatur, wie zum Beispiel 85°C–90°C aufweist, in dem Tank 3 gespeichert werden im Vergleich mit einem allgemeinen Wärmepumpenkreislauf. Die Wärmepumpeneinheit 1 führt eine Siedeoperation für das Sieden von heißem Wasser in dem Tank 3 unter Verwenden des kostengünstigen Nachtstroms durch, wenn eine Fehlmenge von heißem Wasser, welches in dem Tank 3 gespeichert ist, erzeugt wird. Die Wärmepumpeneinheit 1 aktiviert des Weiteren den Wärmepumpenkreislauf unter Verwendung von Strom, der in dem Speicherabschnitt 4 gespeichert ist, oder von Strom, der durch den Stromerzeugungsabschnitt aus der natürlichen Energie erzeugt wird, derart, um den Kompressor zu aktivieren usw.
  • Der Tank 3 ist ein Behälter zum Speichern von Fluid, welches als heißes Wasser zu liefern ist, und der Tank 3 kann aus Metall hergestellt sein, welches eine Korrosionsbeständigkeit aufweist, wie zum Beispiel Edelstahl. Da heißes Wasser in dem Tank 3 direkt als heißes Wasser geliefert wird, ist in dieser Ausführungsform das in dem Tank 3 gespeicherte Fluid Wasser. Ein Rohr (nicht gezeigt) zum Einlassen von öffentlichem Hahnenwasser zum Beispiel ist mit einem unteren Teil des Tanks 3 verbunden.
  • Eine Wärmeisolierung ist auf einer äußeren Peripherie des Tanks 3 derart angeordnet, dass die Temperatur des Wassers, welches als heißes Wasser zu liefern ist, für eine vorherbestimmte lange Zeitdauer aufrechterhalten werden kann. Der Tank 3 ist länglich in vertikaler Richtung und umfasst einen temperaturgesteuerten Widerstand 20, welcher fünf dosenförmige Einheiten aufweist, die in einer Höhenrichtung angeordnet sind, um die Menge und die Temperatur von in dem Tank 3 gespeichertem Wasser zu erfassen. Die Temperaturinformationen von jedem Höhenlevel von heißem Wasser oder Wasser, welches in den Tank 3 eingefüllt ist, wird in die Systemsteuereinrichtung 100 ausgegeben. Die Systemsteuereinrichtung 100 erfasst eine Grenzposition zwischen siedendem heißem Wasser um eine obere Position des Tanks 3 herum und Wasser, welches um eine niedrigere Position des Tanks 3 herum zu sieden ist, basierend auf den Temperaturinformationen, welche durch den temperaturgesteuerten Widerstand 20 erfasst werden, wobei dadurch die Menge an heißem Wasser, welches in dem Tank 3 gespeichert ist, erfasst werden kann.
  • Ein Zirkulationsrohr 30 ist mit dem Tank 3 verbunden. Aufgrund des Zirkulationsrohrs 30 sind ein unterer Teil des Tanks 3 und ein oberer Teil des Tanks 3 miteinander durch den Wasserdurchlass des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers verbunden. Das Zirkulationsrohr 30 ist ein Siededurchlass, durch welchen Wasser oder heißes Wasser hindurchgeht, wenn Wasser von dem unteren Teil des Tanks 3 in dem Wärmedurchlass des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers erwärmt wird. Das Zirkulationsrohr 30 weist eine Pumpe 9 entsprechend zu einem Antriebsabschnitt auf, um das Wasser im Tank 3 zwangsweise zirkulieren zu lassen. Wenn der Wärmepumpenkreislauf und die Pumpe 9 angetrieben werden, wird Wasser von dem unteren Teil des Tanks 3 erwärmt und kehrt zu dem oberen Teil des Tanks 3 zurück, in welchem heißes Wasser angeordnet ist. Des Weiteren sind ein mittleres Einlassrohr 31 und ein mittleres Auslassrohr 32 mit dem Tank 3 verbunden. Das mittlere Einlassrohr 31 verbindet das Zirkulationsrohr 30, welches bei einer stromabwärtigen Stelle des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers angeordnet ist, und einen mittleren Teil des Tanks 3. Das mittlere Auslassrohr 32 verbindet das Zirkulationsrohr 30, welches bei einer stromabwärtigen Stelle von dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher angeordnet ist, und einen mittleren Teil des Tanks 3.
  • Das mittlere Einlassrohr 31 ist ein Durchlass, durch welchen Wasser hindurchgeht, das durch die Wärmepumpeneinheit 1 erwärmt wird, um zu dem mittleren Teil des Tanks 3 zurückzukehren. Ein Schaltventil 12 ist an einer Verbindung zwischen dem Zirkulati onsrohr 30 und dem mittleren Einlassrohr 31 angeordnet. Ein Vor-Tank-Thermistor 21 ist an einer stromabwärtigen Seite des Schaltventils 12 derart angeordnet, um eine Temperatur von heißem Wasser zu erfassen, welches in den Tank 3 zu strömen hat. Das Schaltventil 12 ist ein Schaltabschnitt, welcher heißes Wasser, das durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher erwärmt wird, umschaltet, um in den obersten Teil des Tanks 3 oder den mittleren Teil des Tanks 3 zu strömen, basierend auf der Temperatur, welche durch den Vor-Tank-Thermistor 21 erfasst wird. Das mittlere Auslassrohr 32 ist ein Durchlass zum Auslassen von Wasser, welches in dem mittleren Teil des Tanks 3 gespeichert ist (in der Mitte angeordnetes heißes Wasser). Ein Schaltventil 8 ist an einem Einmündungsteil zwischen dem Zirkulationsrohr 30 und dem mittleren Auslassrohr 32 angeordnet. Das Schaltventil 8 ist ein Schaltabschnitt, welcher einen Auslass für Wasser, das in dem Tank 3 gespeichert ist, zwischen dem unteren Teil des Tanks 3 und dem mittleren Teil des Tanks 3 hin- und herschaltet.
  • Ein Rohr (nicht gezeigt) ist des Weiteren mit dem Tank 3 verbunden, um heißes Wasser in einem oberen Teil des Tanks 3 mit hoher Temperatur dazu zu bringen, in den heißwasserverwendungsseitigen Anschluss zu strömen. Das Rohr kommuniziert mit einer Dusche, einem Wasserhahn, einem Handwaschhahn, einer Badewanne usw. Das Rohr ist mit der Steuereinrichtung 5 verbunden, und ein Teil des Rohrs ist in der Steuereinrichtung 5 enthalten.
  • Die Steuereinrichtung 5 weist eine Funktion eines Lieferns von heißem Wasser auf und ist konstruiert durch Integrieren eines elektromagnetischen Ventils, eines Strömungsmengenzählers, eines Rückschlagventils, einer Anzahl von Thermistoren, eines Wasserströmungsschalters, einer Pumpe und von Verbindungsrohren. Die Steuereinrichtung 5 kann des Weiteren aus einer boxförmigen Einheit konstruiert sein, in welcher ein Druckverlust und ein Durchlasswiderstand verringert werden unter einem Verkürzen der Rohrlänge. Die Steuereinrichtung 5 ist in einem ungenutzten Raum angrenzend zu einer Ecke des Gehäuses 5, einer inneren Wandseite des Gehäuses 2 oder einer äußeren Umgebung bzw. Peripherie einer Seitenfläche des Tanks 3 in radialer Richtung angeordnet. Jedes der Funktionsteile und des Rohres von der Steuereinrichtung 5 kann des Weiteren aus Kunststoffmaterial hergestellt sein, um dadurch das Gewicht der Steuereinrichtung 5 leicht zu machen. Die Verarbeitbarkeit kann somit verbessert werden, und die Wartung kann leicht ausgeführt werden.
  • Die Funktionsteile sind in einem Durchlass zum Steuern eines Stroms von heißem Wasser, welches zu liefern ist, angeordnet. Die Funktionsteile können ein Ventil zum Stoppen eines Stroms von Fluid, ein Ventil zum Wechseln einer Strömungsrichtung von Fluid oder ein Ventil zum Steuern eines Drucks in dem Rohr sein. Die Funktionsteile können eine Antriebseinrichtung, wie zum Beispiel eine Pumpe, sein zum zwangsweisen Antreiben des Fluids. Die Funktionsteile können eine Einrichtung zum Erwärmen von Fluid sein. Weiterhin können die Funktionsteile aus einer DC-angetriebenen Einrichtung konstruiert sein, welche durch Gleichstrom angetrieben wird, ähnlich wie die Wärmepumpeneinheit 1.
  • Der Wärmetauscher 7 wird als ein Temperatursteuerabschnitt verwendet und umfasst einen ersten fluidseitigen Durchlass und einen zweiten fluidseitigen Durchlass, zwischen welchen der Wärmeaustausch ausgeführt wird. Der erste fluidseitige Durchlass ist in einem ersten Fluidrohr 33 enthalten, durch welches ein erstes Fluid (Wasser, welches als Heißwasser zu liefern ist) hindurchgeht, nachdem es von dem Tank 3 ausgelassen wurde. Der zweite fluidseitige Durchlass enthält ein zweites Fluidrohr 34, welches mit dem Durchlass 4b des Speicherabschnitts 4 kommuniziert. Das erste Fluidrohr 33 konstruiert einen Durchlass zum Verbinden einer Position vor dem Wärmeaustausch des Zirkulationsrohrs 30, welche vor der Wärmepumpeneinheit 1 angeordnet ist, und einer Position nach dem Wärmeaustausch des Zirkulationsrohrs 30, welche nach der Wärmepumpeneinheit 1 angeordnet ist. Die Position vor dem Wärmeaustausch entspricht einer Position von erstem Fluid, welches aus dem Tank 3 zu dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher der Wärmepumpeneinheit 1 ausgelassen wird. Die Position nach dem Wärmeaustausch entspricht einer Position des ersten Fluids, welches aus dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher der Wärmepumpeneinheit 1 zu dem Tank 3 ausgelassen wird.
  • Ein erster fluidseitiger Zirkulationskreislauf ist hauptsächlich aus dem Zirkulationsrohr 30 und dem ersten Fluidrohr 33 konstruiert, in welchem erstes Fluid von dem Tank 3 zu dem Tank 3 durch das Schaltventil 8, die Pumpe 9, ein Schaltventil 10, den Wärmetauscher 7, ein Schaltventil 11 und das Schaltventil 12 in dieser Reihenfolge strömt. Ein erster Fluideinlassthermistor 22 ist in dem ersten Fluidrohr 33 angeordnet, welches an einer stromabwärtigen Seite des ersten fluidseitigen Durchlasses des Wärmetauschers 7 angeordnet ist, um eine Temperatur des ersten Fluids zu erfassen, welches in den Wärmetauscher 7 zu strömen hat.
  • Das Schaltventil 10 ist an der Position vor dem Wärmetauscher des Zirkulationsrohrs 30 angeordnet. Das Schaltventil 10 ist ein Schaltabschnitt, welcher ein erstes Fluid schaltet, um in den Wärmetauscher 7 zu strömen oder nicht. Wenn Wasser, welches in dem Tank 3 gespeichert ist, durch den Wärmetauscher 7 hindurchgeht, wird ein Wärmeaustausch ausgeführt. Wenn Wasser, welches in dem Tank 3 gespeichert ist, nicht durch den Wärmetauscher 7 hindurchgeht, wird kein Wärmeaustausch ausgeführt. Das Schaltventil 11 ist an der Position nach dem Wärmeaustausch des Zirkulationsrohrs 30 angeordnet. Das Schaltventil 11 ist ein Schaltabschnitt, welcher Wasser schaltet, das durch den Wärmetauscher 7 hindurchgeht, um in den Tank 3 über den Weg der Wärmepumpeneinheit 1 zu strömen oder in den Tank 3 zu strömen unter einem Nichthindurchgehen durch die Wärmepumpeneinheit 1.
  • Das zweite Fluidrohr 34 konstruiert bzw. baut einen Zirkulationsdurchlass auf, um einen Auslass und einen Einlass des Durchlasses 4b des Speicherabschnitts 4 zu verbinden. Das zweite Fluid (Salzlösung bzw. Frostschutz) des Durchlasses 4b ist in dem zweiten Fluidrohr 34 im Vorhinein abgedichtet und wird zwangweise in dem zweiten Fluidrohr 34 durch eine Antriebskraft einer Pumpe 14 zirkuliert gelassen, welche in dem zweiten Rohr 34 angeordnet ist. Ein zweiter fluidseitiger Zirkulationskreislauf ist hauptsächlich aus dem zweiten Rohr 34 konstruiert, in welchem Fluid zirkuliert gelassen wird, welches durch den Speicherabschnitt 4 hindurchgeht. Das bedeutet, das zweite Fluid geht durch den zweiten fluidseitigen Zirkulationskreislauf von dem Durchlass 4b des Speicherabschnitts 4 zu dem Durchlass 4b des Speicherabschnitts 4 durch ein Schaltventil 13, den Wärmetauscher 7, die Pumpe 14, ein Schaltventil 15 in dieser Reihenfolge hindurch. Ein zweiter fluidseitiger Einlassthermistor 24 ist an einem Einlass des zweiten Fluiddurchlasses des Wärmetauschers 7 derart angeordnet, um eine Temperatur des zweiten Fluids zu erfassen, welches in den Wärmetauscher 7 zu strömen hat. Ein zweiter fluidseitiger Auslassthermistor 25 ist an einem Auslass des zweiten Fluiddurchlasses des Wärmetauschers 7 derart angeordnet, um eine Temperatur des zweiten Fluids zu erfassen, welches aus dem Wärmetauscher 7 herausströmt.
  • Das PCS 6 ist von einem Durchlass 6a umgeben, durch welchen ein zweites Fluid hindurchgeht, und das PCS 6 gibt und empfängt Wärme bezüglich des zweiten Fluids, welches durch den Durchlass 6a strömt. Da das PCS 6 an einer seitlichen Seite des Tanks 3 und des Speicherabschnitts 4 angeordnet ist, kann das PCS 6 leicht Wärme empfangen, welche von dem Tank 3 abgegeben wird. Das PCS 6 weist einen PCS-Thermistor 26 auf, um eine Oberflächentemperatur des PCS 6 zu erfassen.
  • Ein PCS-Rohr 35 ist mit dem zweiten Fluidrohr 34 verbunden und kommuniziert mit dem Durchlass 6a. Das PCS-Rohr 35 verbindet das zweite Fluidrohr 34, welches sich von dem Wärmetauscher 7 zu dem Durchlass 4b erstreckt, und das zweite Fluidrohr 34, welches einem Auslass des Durchlasses 4b entspricht. Der Durchlass 6a des PCS 6 ist in einem mittleren Punkt des PCS-Rohrs 35 angeordnet, und der Durchlass 6a des PCS 6 ist in paralleler Art und Weise mit dem Durchlass 4b des Speicherabschnitts 4 verbunden.
  • Das Schaltventil 15 ist an dem zweiten Fluidrohr 34 vor dem Eintreten in den Speicherabschnitt 4 angeordnet. Das Schaltventil 15 ist ein Schaltabschnitt, welcher das zweite Fluid, welches durch den Wärmetauscher 7 hindurchgeht, schaltet, um nur für den Speicherabschnitt 4 zu strömen, nur für das PCS 6 zu strömen oder für sowohl den Speicherabschnitt 4 als auch das PCS 6 zu strömen. Das bedeutet, das Schaltventil 15 ist ein Schaltabschnitt, welcher ein Objekt schaltet, auf welches eine Temperatursteuerung ausgeführt wird. Das Schaltventil 13 ist an dem zweiten Fluidrohr 34 nach einem Hindurchgehen durch den Speicherabschnitt 4 angeordnet. Das Schaltventil 13 ist ein Schaltabschnitt, welcher in Übereinstimmung mit dem Schaltventil 15 betrieben wird. Das Schaltventil 13 schaltet ein Objekt, auf welches eine Temperatursteuerung ausgeführt wird. Das Schaltventil 13 öffnet einen Durchlass entsprechend einem PCS-Rohr 35, wenn ein Durchlass von dem zweiten Fluidrohr 34 und ein Durchlass von dem PCS-Rohr 35 dazu gebracht werden, miteinander zu kommunizieren. Das Schaltventil 13 schließt den Durchlass entsprechend zu dem PCS-Rohr 35 und öffnet den Durchlass entsprechend zu dem zweiten Fluidrohr 34 nur, wenn der Durchlass von dem PCS-Rohr 35 geschlossen ist.
  • Als nächstes wird eine Konstruktion zum Liefern von Gleichstrom des Stroms, welcher von der natürlichen Energie erhalten wird, zu der Wärmepumpeneinheit 1 beschrieben werden. Die 2 ist ein Blockdiagramm, welches einen Weg von Gleichstrom darstellt, welcher an die Wärmepumpeneinheit 1 zu liefern ist.
  • Wie es in der 2 gezeigt ist, wird solare Energie in der ersten Ausführungsform als ein Beispiel für natürliche Energie verwendet, und ein solares Photovoltaikpaneel 40 ist ein Stromerzeugungsabschnitt, um Strom zu erzeugen, welcher von der solaren Energie erhalten wird. Das Photovoltaikpaneel 40 ist mit einem Stromschaltabschnitt 62 durch ein Rückstromverhinderungselement 61 (Rückstromverhinderungsdiode) verbunden. Der Stromschaltabschnitt 62 ist mit einem Stromversorgungsanschluss der Wärmepumpeneinheit 1 durch einen Aufwärtsschaltkreis 63 verbunden, welcher eine Spule, einen Transistor, einen Resistor usw. aufweist. Das Rückstromverhinderungselement 61, der Stromschaltabschnitt 62 und der Aufwärtsschaltkreis 63 sind in dem PCS 6 enthalten. Ein erster versorgungsseitiger Kontakt 62a des Stromschaltabschnitts 62 ist mit dem Rückstromverhinderungselement 61 verbunden, um mit dem photovoltaischen Paneel 40 verbunden zu werden. Ein zweiter versorgungsseitiger Kontakt 62b des Stromschaltabschnitts 62 ist mit der Batterie 4a des Speicherabschnitts 4 verbunden. Ein nachfrageseitiger Kontakt 62c des Stromschaltabschnitts 62 ist mit dem Aufwärtsschaltkreis 63 verbunden, um derart mit dem Stromversorgungsanschluss der Wärmepumpeneinheit 1 verbunden zu sein.
  • Daher strömt Gleichstrom von Strom, welcher aus der solaren Stromerzeugung erhalten wird, auf mehreren Wegen bzw. Pfaden, wenn Verbindungen unter den Kontakten des Stromschaltabschnitts 62 geändert werden. Wenn speziell der erste versorgungsseitige Kontakt 62a und der zweite versorgungsseitige Kontakt 62b miteinander verbunden sind, wird der Speicherabschnitt 4 mit Gleichstrom geladen, welcher durch das Photovoltaikpaneel 40 erzeugt wird. Wenn der erste versorgungsseitige Kontakt 62a und der nachfrageseitige Kontakt 62c miteinander verbunden sind, wird eine Spannung des Gleichstrom-Stroms, der durch das Photovoltaikpaneel 40 erzeugt wird, auf 250 V–300 V durch den Aufwärtsschaltkreis 62 erhöht, und der in der Spannung erhöhte Gleichstrom-Strom wird an den Stromversorgungsanschluss der Wärmepumpeneinheit 1 geliefert. Wenn des Weiteren der zweite versorgungsseitige Kontakt 62b und der nachfrageseitige Kontakt 62c miteinander verbunden werden, wird eine Spannung von Strom, welcher in dem Speicherabschnitt 4 geladen ist, auf 250 V–300 V durch den Aufwärtsschaltkreis 63 erhöht, und der in der Spannung erhöhte Gleichstrom-Strom wird an den Stromversorgungsanschluss des Wärmepumpeneinheit 1 geliefert. Der Gleichstrom-Strom, welcher an den Stromversorgungsanschluss der Wärmepumpeneinheit 1 geliefert wird, wird bereitgestellt, um jedes Teil der Wärmepumpeneinheit 1 durch die Systemsteuereinrichtung 100 anzutreiben.
  • Die Systemsteuereinrichtung 100 ist hauptsächlich aus einem Mikrocomputer konstruiert, und Steuerprogramme sind in einem internen ROM oder RAM als Speicherabschnitt gespeichert. Das Steuerprogramm wird im Vorhinein eingestellt oder das Steuerprogramm ist aktualisierbar. Die Systemsteuereinrichtung 100 erhält Temperaturinformationen, welche durch die Thermistoren 20, 21, 22, 23, 24, 25 erfasst werden. Die Systemsteuereinrichtung 100 führt ein vorherbestimmtes Programm aus unter Verwenden der Temperaturinformationen und steuert das Schaltventil 8, 10, 11, 12, 13, 15 und die Pumpe 9, 14 basierend auf einem Berechnungsergebnis des ausgeführten Programms. Die Systemsteuereinrichtung steuert weiterhin das PCS 6 derart, um in effizienter Art und Weise den Gleichstrom, welcher durch das Photovoltaikpaneel 40 erzeugt wird, zu verwenden.
  • Eine Strömung von Fluid von dem Heißwasser-Versorgungssystem wird mit Bezugnahme auf die 3 beschrieben werden. Die 3–8 sind schematische Diagramme, welche eine Strömung von Fluid in jedem Zustand des Heißwasser-Versorgungssystems darstellen. In den 3–8 sind für ein leichteres Verständnis lediglich Konstruktionsteile dargestellt, welche sich auf die Strömung von Fluid beziehen. Des Weiteren ist ein Rohr, durch welches Fluid strömt, in durchgezogener Linie dargestellt, und ein Rohr, durch welches kein Fluid strömt, ist in einer gestrichelten Linie dargestellt.
  • Die 3 stellt einen Ausgangszustand einer Siedeoperation der Wärmepumpeneinheit 1 dar. In diesem Zustand strömt Wasser, welches in einem unteren Teil des Tanks 3 gespeichert ist, durch eine Antriebskraft der Pumpe 9 in das Zirkulationsrohr 30. Nachdem das Wasser, welches in das Zirkulationsrohr 30 strömt, durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher der Wärmepumpeneinheit 1 erwärmt worden ist, kehrt das erwärmte Wasser in einen mittleren Teil des Tanks 3 durch das mittlere Einlassrohr 31 zurück. In diesem Zeitpunkt wird ein erstes Fluid von dem unteren Teil des Tanks 3 ausgelassen und kehrt zu dem mittleren Teil des Tanks 3 durch das Schaltventil 8, die Pumpe 9, das Schaltventil 10, die Wärmepumpeneinheit 1, das Schaltventil 11, das Schaltventil 12 in dieser Reihenfolge zurück. Da ein zweites Fluid nicht angetrieben wird, wird eine Strömung des zweiten Fluids nicht hervorgerufen.
  • Als nächstes fährt in der 4, im Vergleich mit der 3, die Siedeoperation fort, und heißes Wasser, welches erwärmt wurde, um eine Zieltemperatur aufzuweisen, wird an den Tank 3 geliefert. In diesem Zustand strömt Wasser von dem unteren Teil des Tanks 3 durch die Antriebskraft der Pumpe 9 in das Zirkulationsrohr 30. Nachdem das Wasser, welches in das Zirkulationsrohr 30 strömt, durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher der Wärmepumpeneinheit 1 erwärmt worden ist, um die Zieltemperatur aufzuweisen, kehrt das erwärmte Wasser zu einem oberen Teil des Tanks 3 als ein heißes Wasser von hoher Temperatur durch das Zirkulationsrohr 30 zurück. In diesem Zustand wird ein erstes Fluid von dem Zirkulationsrohr 30 ausgelassen und kehrt zu dem oberen Teil des Tanks 3 durch das Schaltventil 8, die Pumpe 9, das Schaltventil 10, die Wärmepumpeneinheit 1, das Schaltventil 11, das Schaltventil 12 in dieser Reihenfolge zurück. Da das zweite Fluid nicht angetrieben wird, wird eine Strömung des zweiten Fluids nicht hervorgerufen.
  • Als nächstes stellt die 5 einen Kühlbetrieb zum Kühlen des Speicherabschnitts 4 dar. Die Systemsteuereinrichtung 100 führt eine Steuerung des Kühlbetriebs aus, wenn eine Temperatur der Batterie 4a höher ist als ein vorherbestimmter Temperaturbereich. Die Batterie 4a kann effizient in dem vorherbestimmten Temperaturbereich laden und entladen, und der vorherbestimmte Temperaturbereich ist in der Systemsteuereinrichtung 100 im Vorhinein gespeichert. In diesem Zustand strömt ein erstes Fluid von dem unteren Teil des Tanks 3, welches eine niedrige Temperatur aufweist, durch die Antriebskraft der Pumpe 9 in das Zirkulationsrohr 30. Aufgrund des Schaltventils 10 ist der Durchlass des ersten Fluidrohrs 33 vollständig geöffnet, und der Durchlass des Zirkulationsrohrs 30 ist vollständig geschlossen, wobei dadurch das erste Fluid, welches eine niedrige Temperatur aufweist, in das erste Fluidrohr 33 strömt. Das erste Fluid geht durch das erste Fluidrohr 33 hindurch, durch einen ersten fluidseitigen Durchlass des Wärmetauschers 7 und kehrt durch das mittlere Einlassrohr 31 durch Schalten des Schaltventils 11, 12 zu dem mittleren Teil des Tanks 3 zurück. In dem Kühlbetrieb strömt das erste Fluid in einem Kühlkreislauf, welcher konstruiert ist aus dem unteren Teil des Tanks 3, dem Schaltventil 8, der Pumpe 9, dem Schaltventil 10, dem Wärmetauscher 7, dem Schaltventil 11, dem Schaltventil 12, dem mittleren Einlassrohr 31 und dem mittleren Teil des Tanks 3, in dieser Reihenfolge. Wenn eine Temperatur des Fluids, welches in den Tank 3 zu strömen hat, die durch den Vor-Tank-Thermistor 21 erfasst wird, gleich ist oder höher ist als 65°C, öffnet das Schaltventil 12 um 100% des Durchlasses des Zirkulationsrohrs 30 derart, dass das erste Fluid zu dem oberen Teil des Tanks 3 und nicht zu dem mittleren Teil zurückkehrt.
  • Im Gegensatz dazu strömt ein zweites Fluid aus dem Durchlass 4b des Speicherabschnitts 4 in das zweite Fluidrohr 34 durch eine Antriebskraft der Pumpe 14. Aufgrund des Schaltventils 13 ist der Durchlass des zweiten Fluidrohrs 34 vollständig geöffnet, und der Durchlass des PCS-Rohrs 35 ist vollständig geschlossen, wobei dadurch das zweite Fluid in dem zweiten Fluidrohr 34 strömt. Ein zweites Fluid strömt in einem zweiten fluidseitigen Durchlass des Wärmetauschers 7. Das zweite Fluid gibt hier Wärme bezüglich des ersten Fluids ab, welches durch den ersten fluidseitigen Durchlass des Wärmetauschers 7 strömt, und die Wärme wird von dem zweiten Fluid auf das erste Fluid übertragen. Das zweite Fluid kann so gekühlt werden. Das gekühlte zweite Fluid geht durch das zweite Fluidrohr 34 durch, welches durch das Schaltventil 15 geöffnet ist, und kehrt zu dem Durchlass 4b des Speicherabschnitts 4 zurück. Die Batterie 4a gibt hier Wärme bezüglich des gekühlten zweiten Fluids ab, welches angrenzend zu der Batterie 4a strömt, und die Wärme wird von der Batterie 4a auf das zweite Fluid übertragen. Die Batterie 4a kann so gekühlt werden. In dem Kühlbetrieb strömt das zweite Fluid durch das zweite Fluidrohr 34 mit einer Reihenfolge des Durchlasses 4b, des Speicherabschnitts 4 des Schaltventils 13, des Wärmetauschers 7, der Pumpe 14 des Schaltventils 15 und des Durchlasses 4b des Speicherabschnitts. Wenn der Strom des ersten Fluids und der Strom des zweiten Fluids wiederholt werden, kann die Temperatur der Batterie 4a abgesenkt werden, um in einem vorherbestimmten Temperaturbereich zu sein. Die Umgebung der Batterie 4a wird somit derart gesteuert, dass ein hocheffizientes Laden und Entladen ausgeführt werden können.
  • Als nächstes stellt die 6 einen Wärmbetrieb zum Aufwärmen des Speicherabschnitts 4 dar. Die Systemsteuereinrichtung 100 führt den Wärmbetrieb aus, wenn eine Temperatur der Batterie 4a niedriger ist als der vorherbestimmte Temperaturbereich. Im Wärmbetrieb wird die Batterie 4a durch Verwenden des ersten Fluids erwärmt, welches eine mittlere Temperatur aufweist und in dem mittleren Teil des Tanks 3 angeordnet ist. Das erste Fluid, welches eine mittlere Temperatur aufweist, strömt durch die Antriebskraft der Pumpe 9 und das Schalten des Schaltventils 8 in das mittlere Auslassrohr 32. Aufgrund des Schaltventils 10 wird der Durchlass des ersten Fluidrohrs 33 vollständig geöffnet, und der Durchlass des Zirkulationsrohrs 30 ist vollständig geschlossen, wobei dadurch das erste Fluid, welches eine mittlere Temperatur aufweist, in den ersten Fluiddurchlass 33 strömt. Das erste Fluid geht durch das erste Fluidrohr 33 hindurch, durch den ersten fluidseitigen Durchlass des Wärmetauschers 7 und kehrt durch das mittlere Einlassrohr 31 durch das Schalten des Schaltventils 11, 12 zu dem mittleren Teil des Tanks 3 zurück. Im Wärmbetrieb strömt das erste Fluid aus dem mittleren Teil des Tanks 3 heraus und kehrt zu dem mittleren Teil des Tanks 3 durch das Schaltventil 8, die Pumpe 9, das Schaltventil 10, den Wärmetauscher 7, das Schaltventil 11, das Schaltventil 12 und das mittlere Einlassrohr 31 in dieser Reihenfolge zurück. Wenn eine Temperatur von Fluid, welches in den Tank 3 zu strömen hat, die durch den Vor-Tank-Thermistor erfasst wird, gleich ist oder höher ist als 65°C, bringt das Schaltventil 12 das erste Fluid dazu, zu dem oberen Teil und nicht zu dem mittleren Teil des Tanks 3 zurückzukehren.
  • Im Gegensatz dazu strömt das zweite Fluid in dem Kühlkreislauf ähnlich zu der 5. Das zweite Fluid strömt in dem zweiten fluidseitigen Durchlass des Wärmetauschers 7. Das zweite Fluid absorbiert hier Wärme von dem ersten Fluid, welches durch den ersten fluidseitigen Durchlass des Wärmetauschers 7 strömt, wobei dadurch Wärme von dem ersten Fluid zu dem zweiten Fluid übertragen wird. Das zweite Fluid kann somit erwärmt werden. Das erwärmte zweite Fluid geht durch das zweite Fluidrohr 34, welches durch das Schaltventil 15 geöffnet ist, und kehrt zu dem Durchlass 4b des Speicherabschnitts 4 zurück. Die Batterie 4a absorbiert hier Wärme von dem erwärmten zweiten Fluid, welches angrenzend zu der Batterie 4a strömt, wobei dadurch Wärme von dem zweiten Fluid an die Batterie 4a übertragen wird. Die Batterie kann somit erwärmt werden. Wenn der Strom des ersten Fluids und der Strom des zweiten Fluids wiederholt werden, kann die Temperatur der Batterie 4a erhöht werden, um in dem vorherbestimmten Temperaturbereich zu sein. Die Umgebung der Batterie 4a wird somit derart gesteuert, dass ein hocheffizientes Laden und Entladen ausgeführt werden können.
  • Als nächstes stellt die 7 einen Kühlbetrieb zum Kühlen des PCS 6 dar. Die Systemsteuereinrichtung 100 führt den Kühlbetrieb aus, wenn eine Temperatur von dem PCS höher ist als eine vorherbestimmte Temperatur. Wenn das PCS 6 fortfährt, in einem Zustand betrieben zu werden, in welchem die Temperatur des PCS 6 höher ist als die vorherbestimmte Temperatur, kann eine Beschädigung bzw. Zerstörung des PCS 6 hervorgerufen werden. Die vorherbestimmte Temperatur ist in der Systemsteuereinrichtung im Vorhinein gespeichert. Im Kühlbetrieb strömt ein erstes Fluid in den Kühlkreislauf, ähnlich zu der 5. Wenn eine Temperatur des Fluids, welches in den Tank 3 zu strömen hat, welche durch den Vor-Tank-Thermistor 21 erfasst wird, gleich ist oder höher ist als 65°C, wird das Schaltventil 12 gesteuert, um ein erstes Fluid dazu zu bringen, zu dem oberen Teil und nicht zu dem mittleren Teil des Tanks 3 zurückzukehren.
  • Im Gegensatz dazu strömt ein zweites Fluid aus dem Durchlass 6b des PCS 6 heraus zu dem PCS-Rohr 35 durch die Antriebskraft der Pumpe 14 und strömt in das zweite Fluidrohr 34 aufgrund des Schaltventils 13. Ein zweites Fluid strömt in einen zweiten fluidseitigen Durchlass des Wärmetauschers 7. Das zweite Fluid gibt hier Wärme bezüglich des ersten Fluids ab, welches durch den ersten fluidseitigen Durchlass des Wärmetauschers 7 strömt, wobei dadurch Wärme von dem zweiten Fluid auf das erste Fluid übertragen wird. Das zweite Fluid kann so gekühlt werden. Das gekühlte zweite Fluid geht durch das PCS-Rohr 35, welches durch das Schaltventil 15 geöffnet ist, durch und kehrt zu dem Durchlass 6b des PCS zurück. Das PCS 6 gibt hier Wärme bezüglich des gekühlten zweiten Fluids ab, welches angrenzend zu dem PCS 6 strömt, wobei dadurch Wärme von dem PCS 6 an das zweite Fluid übertragen wird. Das PCS 6 kann somit gekühlt werden. In diesem Fall strömt ein zweites Fluid in einem PCS-seitigen Zirkulationskreislauf, welcher konstruiert ist mit dem Durchlass 6b des PCS 6, dem Schaltventil 13, dem Wärmetauscher 7, der Pumpe 14, dem Schaltventil 15 und dem Durchlass 6b des PCS 6, in dieser Reihenfolge. Wenn der Strom von erstem Fluid und der Strom von zweitem Fluid wiederholt werden, kann die Temperatur des PCS 6 abgesenkt werden, um in einem vorherbestimmten Temperaturbereich zu sein. Die Beschädigung des PCS 6 kann so beschränkt werden.
  • Als nächstes stellt die 8 einen Kühlbetrieb zum Kühlen sowohl des Speicherabschnitts 4 als auch des PCS 6 gleichzeitig dar. Die Systemsteuereinrichtung 100 führt den Kühlbetrieb aus, wenn eine Temperatur der Batterie 4a höher ist als ein vorherbestimmter Temperaturbereich und wenn eine Temperatur des PCS 6 höher ist als eine vorherbestimmte Temperatur. Im Kühlbetrieb strömt ein erstes Fluid ähnlich zu der 5. Wenn eine Temperatur des Fluids, welches in den Tank 3 zu strömen hat, welche durch den Vor-Tank-Thermistor 21 erfasst wird, gleich ist oder größer ist als 65°C, wird das Schaltventil 12 gesteuert, um das erste Fluid zu veranlassen, zu dem oberen Teil und nicht zu dem mittleren Teil des Tanks 3 zurückzukehren.
  • Im Gegensatz dazu werden aufgrund des Schaltventils 13 sowohl der Durchlass des zweiten Fluidrohrs 34 als auch der Durchlass des PCS-Durchlasses 35 für das zweite Fluid vollständig geöffnet. Aufgrund der Antriebskraft der Pumpe 14 strömt das zweite Fluid aus dem Durchlass 4b des Speicherabschnitts 4 heraus in das zweite Fluidrohr 34, und das zweite Fluid strömt aus dem Durchlass 6a des PCS 6 heraus in das PCS-Rohr 35. Die beiden Strömungen des zweiten Fluids treffen des Weiteren an dem Schaltventil 13 aufeinander, um eine zusammengehende Strömung zu sein, und die zusammengehende Strömung strömt in das zweite Fluidrohr 34. Die zusammengehende Strömung strömt in den zweiten fluidseitigen Durchlass des Wärmetauschers 7. Hier gibt die zusammengehende Strömung Wärme bezüglich des ersten Fluids mit niedriger Temperatur ab, welches in dem ersten fluidseitigen Durchlass des Wärmetauschers 7 strömt, wobei dadurch Wärme von dem zweiten Fluid auf das erste Fluid übertragen wird. Die zusammengehende Strömung kann somit gekühlt werden. Weil das Schaltventil 15 geöffnet ist, strömt das gekühlte zweite Fluid separat in einem Durchlass entsprechend dem Speicherabschnitt 4 und einem Durchlass entsprechend dem PCS 6 und kehrt zu dem Durchlass 4b des Speicherabschnitts 4 und dem Durchlass 6a des PCS 6 zurück. Die Batterie 4a gibt hier Wärme bezüglich des gekühlten zweiten Fluids ab, welches angrenzend zu der Batterie 4a strömt, und das PCS 6 gibt Wärme bezüglich des gekühlten zweiten Fluids ab, welches angrenzend zu dem PCS 6 strömt. Die Batterie 4a und das PCS 6 können somit gekühlt werden. Wenn der Strom von erstem Fluid und der Strom von zweitem Fluid wiederholt werden, kann die Temperatur der Batterie 4a abgesenkt werden, um in einem vorherbestimmten Temperaturbereich zu sein, und die Temperatur des PCS 6 kann abgesenkt werden, um die vorherbestimmte Temperatur zu sein.
  • Als nächstes wird eine Temperatursteuerung des Speicherabschnitts 4 des Heißwasser-Versorgungssystems beschrieben werden. Die Temperatursteuerung des Speicherabschnitts 4 kann parallel zu einem normalen Siedebetrieb zum Sieden des gespeicherten heißen Wassers ausgeführt werden unter Verwenden des Nachtstroms. Die Temperatursteuerung des Speicherabschnitts 4 kann zu anderen Zeiten verschieden von einem Zeitpunkt ausgeführt werden, bei welchem der normale Siedebetrieb ausgeführt wird. Die Temperatursteuerung des Speicherabschnitts 4 wird durch die Systemsteuereinrichtung 100 ausgeführt.
  • Die Systemsteuereinrichtung 100 startet und steuert einen Wärmbetrieb zum Wärmen der Batterie 4a mit niedriger Temperatur, wenn der Speicherabschnitt 4 nicht lädt oder entlädt und wenn eine Temperatur der Batterie 4a gleich ist oder niedriger ist als 20°C. In dem Wärmbetrieb werden die Ströme von Fluiden, welche in der 6 gezeigt sind, gebildet. In dem Wärmbetrieb wird des Weiteren eine Anzahl von Drehungen der Pumpe 9, welche auf der ersten Fluidseite angeordnet ist, derart gesteuert, dass eine Auslasstemperatur des Wärmetauschers 7, welche durch den zweiten fluidseitigen Auslass-Thermistor 25 erfasst wird, gleich werden wird zu einem oberen Grenzwert (40°C) des vorherbestimmten Temperaturbereichs (gleich oder höher als 25°C und gleich oder niedriger als 40°C) zum Beispiel. Wenn die Auslasstemperatur des Wärmetauschers 7 eingestellt ist, eine hohe Temperatur aufzuweisen, wird eine Temperatur des zweiten Fluids erhöht, und eine Temperatur der Batterie 4a wird erhöht. Der Wärmbetrieb wird fortgesetzt, bevor die Temperatur der Batterie 4a gleich oder höher als 25°C wird.
  • Im Gegensatz dazu führt, wenn der Speicherabschnitt 4a lädt oder entlädt und wenn eine Temperatur der Batterie 4a nicht in dem vorherbestimmten Temperaturbereich ist, die Systemsteuereinrichtung 100 einen Temperatursteuerbetrieb derart aus, dass die Batterie 4a eine vorherbestimmte Effizienz zum Laden und Entladen erreichen kann. In dem Temperatursteuerbetrieb wird, wenn eine Temperatur der Batterie 4a höher ist als der obere Grenzwert (40°C) des vorherbestimmten Temperaturbereichs, der Kühlbetrieb, welcher mit der 5 beschrieben ist, ausgeführt. In diesem Zeitpunkt wird eine Rückkopplungssteuerung bezüglich der Anzahl von Drehungen der Pumpe 9, welche auf der ersten Fluidseite angeordnet ist, derart ausgeführt, dass die Temperatur der Batterie 4a, welche durch den Batterie-Thermistor 23 erfasst wird, in den vorherbestimmten Temperaturbereich geht (gleich oder höher als 25°C und gleich oder niedriger als 40°C). Die Rückkopplungssteuerung wird durch Überwachen der Auslasstemperatur des Wärmetauschers 7 ausgeführt, welche durch den zweiten fluidseitigen Auslass-Thermistor 25 erfasst wird.
  • Im Temperatursteuerbetrieb wird, wenn festgestellt wird, dass eine Temperatur der Batterie 4a niedriger ist als der untere Grenzwert (25°C) des vorherbestimmten Temperaturbereichs, der Wärmbetrieb, welcher in Bezug auf die 6 beschrieben ist, ausgeführt. In diesem Zeitpunkt wird eine Rückkopplungssteuerung bezüglich der Anzahl von Drehungen der Pumpe 9 ausgeführt, welche auf der ersten Fluidseite angeordnet ist, ähnlich zu dem Kühlbetrieb.
  • Als nächstes wird ein Temperatursteuerbetrieb zum Kühlen des PCS 6 beschrieben werden. Der Temperatursteuerbetrieb des PCS 6 kann parallel zu einem normalen Siedebetrieb zum Sieden von gespeichertem heißem Wasser durchgeführt werden unter Verwenden des Nachtstroms, welcher während der Nacht bereitgestellt wird, ähnlich zu dem Temperatursteuerbetrieb des Speicherabschnitts 4. Der Temperatursteuerbetrieb des PCS 6 kann zu verschiedenen Zeitpunkten unterschiedlich von einem Zeitpunkt ausgeführt werden, bei welchem der normale Siedebetrieb ausgeführt wird, ähnlich zu dem Temperatursteuerbetrieb des Speicherabschnitts 4. Der Temperatursteuerbetrieb des PCS 6 kann in der gleichen Zeit ausgeführt werden wie der Temperatursteuerbetrieb des Speicherabschnitts 4, wie es in der 8 gezeigt ist. Der Temperatursteuerbetrieb des PCS 6 kann alleine ausgeführt werden, wie es in der 7 gezeigt ist. Der Temperatursteuerbetrieb des PCS 6 wird durch die Systemsteuereinrichtung 100 ausgeführt.
  • Die Systemsteuereinrichtung 100 führt den Kühlbetrieb aus, welcher in Bezug auf die 7 beschrieben ist, wenn die Temperatur des PCS 6 höher ist als ein oberer Grenzwert (80°C) des vorherbestimmten Temperaturbereichs. In diesem Zeitpunkt wird eine Anzahl von Drehungen der Pumpe 14 auf der zweiten Fluidseite gesteuert, auf einem vorherbestimmten konstanten Wert zu sein. Ein erstes Fluid und ein zweites Fluid tauschen Wärme aus, wenn das erste Fluid und das zweite Fluid durch den Wärmetauscher 7 hindurchgehen. Das zweite Fluid, welches eine höhere Temperatur aufweist, gibt Wärme in Bezug auf das erste Fluid ab, um so gekühlt zu werden. Zu diesem Zeitpunkt wird weiterhin die Pumpe 9, welche auf der ersten Fluidseite angeordnet ist, derart gesteuert, dass die Temperatur des PCS 6 in den vorherbestimmten Temperaturbereich geht (gleich zu oder höher als 60°C und gleich zu oder niedriger als 80°C), um Beschädigungen zu beschränken. Das heißt, eine Rückkopplungssteuerung wird in Bezug auf die Anzahl von Drehungen der Pumpe 9 ausgeführt, welche auf der ersten Fluidseite angeordnet ist, bis die Temperatur des PCS 6, welche durch den PCS-Thermistor 26 erfasst wird, in den vorherbestimmten Temperaturbereich gelangt (gleich zu oder höher als 60°C und gleich zu oder niedriger als 80°C).
  • Des Weiteren kann in einem Fall, dass der Temperatursteuerbetrieb des PCS 6 und der Temperatursteuerbetrieb des Speicherabschnitts 4 parallel in der gleichen Zeit ausgeführt werden, sowohl die Temperatur des PCS 6 als auch die Temperatur der Batterie 4a gleichzeitig gesteuert werden. In diesem Fall kann die Anzahl von Drehungen der Pumpe 9, welche auf der ersten Fluidseite angeordnet ist, durch den Temperatursteuerbetrieb des PCS 6 gesteuert werden, und ein Öffnungsgrad des Schaltventils 13 kann mit einer Überwachung einer Auslasstemperatur von dem Wärmetauscher 7 gesteuert werden. Des Weiteren wird in einem Fall, dass die Temperatur des PCS 6 niedriger ist als der untere Grenzwert (60°C) des vorherbestimmten Temperaturbereichs, Fluid von hoher Temperatur aus dem Tank 3 ausgelassen, um einen Wärmeaustausch mit dem zweiten Fluid auszuführen, und dadurch kann die Temperatur des PCS 6 erhöht werden.
  • Als nächstes wird ein Antriebsverfahren zum Antreiben der Wärmepumpeneinheit 1 unter Verwenden von Gleichstrom von dem Strom, welcher durch das Photovoltaikpaneel 40 erzeugt wird, beschrieben werden. Die Systemsteuereinrichtung 100 führt eine Anzahl von Verarbeitungen in Übereinstimmung mit einem Fließdiagramm aus, welches in der 9 gezeigt ist. Die 9 ist ein Fließdiagramm, welches ein Beispiel des Antriebsverfahrens der Wärmepumpeneinheit 1 unter Verwenden des Gleichstroms darstellt.
  • Die Systemsteuereinrichtung 100 stellt fest, dass es eine Siedeanweisung zum Anweisen eines Siedebetriebs oder nicht bei Schritt 10 gibt. Die Siedeanweisung umfasst nicht eine Nachtanweisung zum Anweisen eines Siedebetriebs während der Nacht. Das bedeutet, dass die Siedeanweisung eine Anweisung zum Anweisen eines Siedebetriebs ohne das Verwenden des Nachtstroms ist, welcher während der Nacht bereitgestellt wird. Der Siedebetrieb wird ausgeführt, wenn eine Menge von Wärme, welche in dem Tank 3 gespeichert ist, während des Tages zum Beispiel abgenommen hat. In diesem Fall wird der Siedebetrieb ausgeführt, um eine Temperatur, eine Leistung, eine thermische Kapazität usw. basierend auf lernenden Informationen auszuführen, welche aus vergangenen Ergebnissen berechnet werden.
  • Wenn festgestellt wird, dass die Siedeanweisung nicht vorhanden ist, verbindet die Systemsteuereinrichtung 100 den ersten versorgungsseitigen Kontakt 62a und den zweiten versorgungsseitigen Kontakt 62b derart, dass der Stromschalterabschnitt 62 zu einer Ladeseite geschaltet wird. Die Batterie 4a des Speicherabschnitts 4 kann daher Strom laden, welcher durch das Photovoltaikpaneel 40 aus der Sonnenenergie erzeugt wird. Wenn festgestellt wird, dass die Siedeanweisung gegeben ist, wird von einer Menge von Strom, welcher von dem Photovoltaikpaneel 40 erzeugt wird, bestimmt, ob sie gleich ist oder größer ist als ein vorherbestimmter Wert PV oder nicht (Schritt 30). Die Menge an Strom, welcher durch das Photovoltaikpaneel 40 erzeugt wird, wird berechnet durch Erfassen eines Wertes von Strom, welcher durch einen Schaltkreis von dem Photovoltaikpaneel 40 zu dem Stromschaltabschnitt 62 geht.
  • Wenn bei Schritt 30 festgestellt wird, dass die Menge an Strom, welcher durch die Solarenergie erzeugt wird, gleich ist oder größer ist als ein vorherbestimmter Wert PV, werden der erste versorgungsseitige Kontakt 62a und der nachfrageseitige Kontakt 62c bei Schritt 40 derart verbunden, dass der Stromschaltabschnitt 62 zu einer Photovoltaikstromquelle geschaltet wird. Der Strom, welcher durch das Photovoltaikpaneel 40 unter Verwenden von Sonnenenergie erzeugt wird, wird daher dazu gebracht, eine erhöhte Spannung von 250 V–300 V durch den Aufwärtsschaltkreis 63 zu haben, und wird an den Stromversorgungsanschluss der Wärmepumpeneinheit 1 geliefert. Gleichstrom wird somit direkt an die Wärmepumpeneinheit 1 als eine Antriebsquelle bereitgestellt, und die Wärmepumpeneinheit 1 führt den Siedebetrieb aus (Schritt 50).
  • Im Gegensatz dazu werden, wenn bei Schritt 30 festgestellt wird, dass die Menge an Strom, welcher unter Verwenden der Sonnenenergie erzeugt wird, kleiner ist als der vorherbestimmte Wert PV, der zweite versorgungsseitige Kontakt 62b und der nachfrageseitige Kontakt 62c bei Schritt 45 derart verbunden, dass der Stromschaltabschnitt 62 zu der Batterie 4a geschaltet wird. Der Strom, welcher unter Verwenden der Sonnenenergie erzeugt wird und in der Batterie 4a gespeichert wird, wird daher dazu gebracht, durch den Aufwärtsschaltkreis 63 eine erhöhte Spannung von 250 V–300 V zu haben und zu dem Stromversorgungsanschluss von der Wärmepumpeneinheit 1 geliefert zu werden. Gleichstrom wird somit direkt der Wärmepumpeneinheit 1 als Antriebskraft bzw. Antriebsquelle bereitgestellt, und die Wärmepumpeneinheit 1 führt bei Schritt 50 den Siedebetrieb aus. Die Feststellung von Schritt 30 kann ausgeführt werden unter Verwenden von Sonneninformationen, welche aus dem Internet oder einem digitalen Sender zum Beispiel erhalten werden, die mit der Systemsteuereinrichtung 100 in Kommunikation stehen.
  • Der Speicherabschnitt 4 lädt Strom, welcher von der natürlichen Energie (Sonnenenergie usw.) erhalten wird, wenn der Siedebetrieb nicht erforderlich ist. Der Strom, welcher von der natürlichen Energie erhalten wird, wird an die Wärmepumpeneinheit 1 geliefert, wenn der Siedebetrieb benötigt wird und wenn der Stromerzeugungsabschnitt fähig ist, ausreichend Strom zu liefern. Der Storm, welcher in der Batterie 4a im Vorhinein gespeichert ist, wird an die Wärmepumpeneinheit 1 geliefert, wenn der Siedebetrieb benötigt wird und wenn der Stromerzeugungsabschnitt nicht fähig ist, ausreichend Strom zu liefern. Die natürliche Energie (Sonnenergie usw.) kann somit in Abhängigkeit von der Situation verwendet werden und kann effektiv verwendet werden, so dass ein Verlust an Energie reduziert werden kann.
  • Das Heißwasser-Versorgungssystem ist eine Vorrichtung, welche im Außenbereich angeordnet ist, zum Beispiel unter dem Dachvorsprung eines Hauses oder auf einer Ve randa eines Mehrfamilienhauses, ähnlich zu einer Außeneinheit von einer Hausklimaanlage. Wenn diese Art von Vorrichtung in einem engen Raum angeordnet ist, wird die Vorrichtung derart angeordnet, dass eine Tiefenrichtungsabmessung der Vorrichtung klein wird.
  • Das Gehäuse 2 weist eine Kastenform auf, welche eine äußere Hülle für einen Hauptteil von dem Heißwasser-Versorgungssystem aufbaut, und ist ein Behälter, welcher konstruiert ist mit einer oberen Seite, einer seitlichen Seite, einer Rückseite, einer Vorderseite und einem unteren Teil. Eine Seite von dem Gehäuse 2 gegenüberliegend zu einer Wärmepumpenseite ist geöffnet. Wie es in der 1 gezeigt ist, ist ein Fuß 2a auf dem unteren Teil des Gehäuses 2 angeordnet und erstreckt sich in einer vertikalen Richtung nach unten. Der Fuß 2a ist an einer Grundbasis zum Beispiel durch einen Ankerbolzen (engl. anchor volt) befestigt.
  • Der Tank 3, der Speicherabschnitt 4 und das PCS 6 sind im gleichen Gehäuse 2 angeordnet und sind im gleichen geschlossenen Raum positioniert. Da Wärme, welche von dem Tank 3 abgegeben wird, in dem geschlossenen Raum zurückgehalten wird, ist die Lufttemperatur des geschlossenen Raums derart erhöht, dass der Speicherabschnitt 4 und das PCS 6 erwärmt werden. Das bedeutet, die Temperaturen des Speicherabschnitts 4 und des PCS 6 sind erhöht. Daher können insbesondere in einer Winterzeit in einer kalten Region der Speicherabschnitt 4 und das PCS 6 durch einen Synergieeffekt weiter erwärmt werden mit dem Verwenden der Wärme, welche in dem Fluid von dem Tank 3 gespeichert ist. Energie kann im Heißwasser-Versorgungssystem somit weiter eingespart werden.
  • Vorteile des Heißwasser-Versorgungssystems werden beschrieben werden. Das Heißwasser-Versorgungssystem umfasst den Speicherabschnitt 4, die Wärmepumpeneinheit 1 und den Tank 3. Der Speicherabschnitt 4 weist die Batterie 4a auf, welche Strom lädt und entlädt, der erhalten wird unter Verwenden des Photovoltaikpaneels 40 als Stromerzeugungsabschnitt von der Sonnenenergie, welches ein Beispiel für die natürliche Energie ist. Die Wärmepumpeneinheit 1 wird durch Gleichstrom von einem Strom an getrieben, welcher von der Sonnenenergie erhalten wird, und heizt Fluid, welches als heißes Wasser zu liefern ist, auf. Der Tank 3 speichert Fluid, welches durch die Wärmepumpeneinheit 1 erhitzt wird. Das Heißwasser-Versorgungssystem umfasst des Weiteren das PCS 6 und den Wärmetauscher 7, welche dem Stromsteuerabschnitt und dem Temperatursteuerabschnitt entsprechen. Das PCS 6 wählt eine Versorgungsquelle von Gleichstrom, welcher an die Wärmepumpeneinheit 1 zu liefern ist, zwischen dem Photovoltaikpaneel 40 und dem Speicherabschnitt 4 aus, und das PCS steuert den Gleichstrom und das Laden und Entladen des Speicherabschnitts 4. Der Wärmetauscher 7 steuert die Temperatur des PCS 6 durch ein Strömenlassen von Fluid, das in dem Tank 3 gespeichert ist, um so eine Menge von Wärme von dem Fluid des Tanks 3 zu transferieren.
  • Der Strom, welcher von der natürlichen Energie erhalten wird, kann dementsprechend als Gleichstrom geliefert werden ohne ein Umwandeln in Wechselstrom, um eine Heizeinrichtung, wie zum Beispiel eine Wärmepumpe, anzutreiben, wobei dadurch ein Verlust an Strom, der durch die Stromumwandlung hervorgerufen wird, reduziert werden kann. Aufgrund des Wärmetauschers 7 als Temperatursteuerabschnitt kann des Weiteren Fluid in dem Tank 3, welches als heißes Wasser zu liefern ist, für das Steuern der Temperatur des PCS 6 verwendet werden. Das PCS 6 als Stromsteuerabschnitt kann daher in geeigneter Art und Weise das Laden und Entladen des Speicherabschnitts 4 steuern und Strom liefern. Wärme, welche in dem Tank 3 gespeichert ist, kann weiterhin effizient für die Temperatursteuerung von sowohl dem heißen Wasser als auch dem Stromsteuerabschnitt verwendet werden. Der Strom, welcher von der natürlichen Energie erhalten wird, kann daher auf effektive Art und Weise für die Gesamtheit von dem Heißwasser-Versorgungssystem verwendet werden, und Energie kann in der Gesamtheit des Heißwasser-Versorgungssystems eingespart werden.
  • Des Weiteren kann gemäß dem Heißwasser-Versorgungssystem, wenn Wärme, welche in dem Tank 3 gespeichert ist, während der Tageszeit zum Beispiel knapp ist, die Wärmepumpeneinheit 1 angetrieben werden unter Verwenden der natürlichen Energie (Sonnenenergie usw.). Die Menge von Wärme, welche in dem Tank 3 gespeichert ist, kann daher verringert werden, so dass eine Größe des Tanks 3 kleiner gemacht werden kann.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Ein Heißwasser-Versorgungssystem umfasst einen Stromspeicherabschnitt 4, ein PCS 6 und einen Tank 3, welche in einem Gehäuse 2 angeordnet sind. Das Heißwasser-Versorgungssystem wird hauptsächlich zum Liefern von heißem Wasser zuhause verwendet. Der Speicherabschnitt 4 umfasst eine Mehrzahl von Batterien 4a, die in einem Gestell angeordnet sind. Der Speicherabschnitt 4 speichert Systemversorgungsstrom, der von einem Stromsystem eines Stromversorgungsunternehmens geliefert wird, und systemfremden Strom, welcher von einer natürlichen Energie, wie zum Beispiel Sonnenenergie, Windkraftenergie oder Wasserkraftenergie, (hier im Folgenden bezeichnet als natürliche Energie) unter Verwenden einer Anzahl von Stromerzeugungsabschnitten erhalten wird.
  • Der in dem Speicherabschnitt 4 gespeicherte Strom wird breit verwendet für eine Heißwasser-Versorgungsvorrichtung, ein häusliches Anwendungsgerät, ein Automobil usw. Das PCS 6 steuert das Laden und Entladen des Speicherabschnitts 4. Zumindest einer von dem Systemversorgungsstrom, welcher von dem Stromsystem des Stromversorgungsunternehmens geliefert wird, dem systemfremden Strom, welcher durch Verwenden des Stromerzeugungsabschnitts erhalten wird, und dem Strom, welcher von dem Speicherabschnitt 4 entladen wird, wird weiterhin in das PCS 6 eingegeben. Das PCS 6 gibt eine Mehrzahl von Wechselstromarten, welche unterschiedliche Spannungen aufweisen, und eine Mehrzahl von Gleichstromarten, welche unterschiedliche Spannungen aufweisen, aus. Ein Teil von dem Ausgang des PCS 6 wird an eine Wärmepumpeneinheit 1 zum Aufheizen von Fluid geliefert, das in dem Tank 3 gespeichert ist. Das PCS 6 kann andere häusliche Ausstattungen bzw. Hausgeräte steuern, die anders sind als das Laden und Entladen des Speicherabschnitts 4 und die Eingabe und Ausgabe von dem Strom.
  • Eine Konstruktion des PCS 6 wird beschrieben werden. Die 10 ist ein Blockdiagramm, welches die Konstruktion des PCS 6 darstellt. Das PCS 6 steuert das Laden und Entladen des Speicherabschnitts 4. Weiterhin wird zumindest einer von dem Systemversorgungsstrom, welcher von einem Stromsystem 45 von dem Stromversorgungsunternehmen geliefert wird, dem systemfremden Strom, welcher durch Verwenden des Stromerzeugungsabschnitts erhalten wird, und dem Strom, welcher von dem Speicherabschnitt 4 entladen wird, in das PCS 6 eingegeben. Das PCS 6 gibt eine Mehrzahl von Wechselstromarten aus, welche verschiedene Spannungen aufweisen, und eine Mehrzahl von Gleichstromarten, welche verschiedene Spannungen aufweisen.
  • Sonnenenergie wird als ein Beispiel für die natürliche Energie verwendet. Das Photovoltaikpaneel 40 ist ein Stromerzeugungsabschnitt zum Erzeugen von Strom unter Verwenden der Sonnenenergie.
  • Wie es in der 10 gezeigt ist, umfasst das PCS 6 einen Lieferstrom-Auswahlschaltkreis 161, einen AC/DC-Konverter 162, einen DC/AC-Wandler 163, einen Lieferstromschaltkreis 164, einen Abwärtsschaltkreis 165 und einen Aufwärtsschaltkreis 166. Der Auswahlschaltkreis 161 ist ein wesentlicher Stromsteuerabschnitt des PCS 6. Der Auswahlschaltkreis 161 steuert zumindest das Laden und Entladen des Speicherabschnitts 4, die Eingabe des Systemversorgungsstroms oder des systemfremden Stroms und die Ausgabe der Mehrzahl von Wechselstromarten, welche unterschiedliche Spannungen aufweisen, und der Mehrzahl von Gleichstromarten, welche unterschiedliche Spannungen aufweisen.
  • Der AC/DC-Konveter 162 wandelt angekauften Versorgungsstrom (Systemversorgungsstrom), welcher von dem Stromsystem 45 des Stromversorgungsunternehmens geliefert wird, in Gleichstrom-Strom durch eine DC-Umwandlung um. Gleichstrom-Strom, der durch das Photovoltaikpaneel 40 erzeugt wird, Gleichstrom-Strom, welcher in dem Speicherabschnitt 4 gespeichert ist, und der Gleichstrom-Strom, welcher von dem AC/DC-Konverter 162 umgewandelt wird, werden in den Auswahlschaltkreis 161 eingegeben, um Ausgabespannungen zu verteilen.
  • Eine Ausgangsseite des PCS 6 wird unterteilt in AC 100 V, AC 200 V, DC 250–300 V und DC 10–20 V zum Beispiel, wie es in der 10 gezeigt ist. Der Ausgang von AC 100 V und AC 200 V wird für Haushaltsgeräte zum Beispiel verwendet, welche über Wechselstrom angetrieben werden. Der Ausgang von DC 250–300 V wird zum Beispiel für ein Automobil verwendet. Der Ausgang von DC 10–20 V wird zum Beispiel für Personalcomputer oder eine LED-Beleuchtungsausstattung, welche durch Gleichstrom angetrieben werden, verwendet.
  • Gleichstrom wird in den DC/AC-Wandler 163 eingegeben, und der eingegebene Gleichstrom wird in Wechselstrom umgewandelt durch den DC/AC-Wandler 163. Der Wechselstrom wird durch den Schalt-Schaltkreis 164 als AC 100 V oder AC 200 V auf der Ausgangsseite ausgegeben. Der Schalt-Schaltkreis 164 ist auch mit einer Versorgungsseite des Systemversorgungsstroms verbunden und schaltet wahlweise einen Stromversorgungspfad. Das bedeutet, dass Strom an den Schalt-Schaltkreis 164 durch den DC/AC-Wandler 163 geliefert wird oder Systemversorgungsstrom direkt in den Schalt-Schaltkreis 164 eingegeben wird basierend auf Informationen über die Menge von Strom, welcher durch das Photovoltaikpaneel 40 erzeugt wird, Sonneninformationen, Zeitinformationen usw.
  • Der DC-Ausgang des PCS 6 wird an den Speicherabschnitt 4 verteilt zum Laden oder außerhalb mit DC 250–300 V oder DC 10–20 V. Der DC 250–300 V wird durch den Aufwärtsschaltkreis 166 ausgegeben, und der DC 10–20 V wird durch den Abwärtsschaltkreis 165 ausgegeben. Der DC 250–300 V von der Ausgangsseite wird auch mit einem Stromversorgungsanschluss der Wärmepumpeneinheit 1 verbunden. Die Systemsteuereinrichtung 100 weist direkt Strom an, welcher an den Stromversorgungsanschluss der Wärmepumpeneinheit 1 geliefert wird, um Teile der Wärmepumpeneinheit 1 anzutreiben.
  • Als nächstes wird der Betrieb des Heißwasser-Versorgungssystems beschrieben werden. Die Wärmepumpeneinheit 1 wird angetrieben unter Verwenden eines Teils des Ausgangsstroms des PCS 6. Der Ausgangsstrom wird durch das Photovoltaikpaneel 40 erzeugt oder der Ausgangsstrom wird von dem Stromsystem 45 geliefert.
  • Die Systemsteuereinrichtung 100 stellt fest, dass es eine Siedeanweisung zum Anweisen eines Siedebetriebs gibt oder nicht. Die Siedeanweisung umfasst keine Nachtanweisung zum Anweisen eines Siedebetriebs während der Nachtzeit. Das bedeutet, dass die Siedeanweisung eine Anweisung ist zum Anweisen eines Siedebetriebs ohne das Verwenden des Nachtstroms, welcher während der Nachtzeit bereitgestellt wird. Der Siedebetrieb wird ausgeführt, wenn eine Menge von Wärme, welche in dem Tank 3 gespeichert ist, während der Tageszeit zum Beispiel abgenommen hat. Der Siedebetrieb wird in diesem Fall ausgeführt, um eine Temperatur, eine Leistung, eine thermische Kapazität usw. basierend auf lernenden Informationen zu erfüllen, welche aus vergangenen Ergebnissen berechnet werden.
  • Wenn es keine Siedeanweisung gibt, steuert die Systemsteuereinrichtung 100 das PCS 6, um den Strom auszugeben, welcher durch das Photovoltaikpaneel 40 unter Verwenden der Sonnenenergie erzeugt wird, um ihn so in AC 100 V, AC 200 V, DC 250–300 V und DC 10–20 V zu verteilen, und die Batterie 4a des Speicherabschnitts 4 wird mit Überschussstrom geladen. Wenn festgestellt wird, dass die Siedeanweisung besteht, wird eine Menge von Strom, welcher durch das Photovoltaikpaneel 40 erzeugt wird, bestimmt, gleich zu sein oder größer zu sein als ein vorherbestimmter Wert oder nicht. Die Menge an Strom, der durch das Photovoltaikpaneel 40 erzeugt wird, wird berechnet unter Erfassen eines Werts von Strom, der durch einen Schaltkreis von dem Photovoltaikpaneel 40 zu dem Auswahlschaltkreis 161 geht. Die Feststellung kann ausgeführt werden unter Verwenden von Sonneninformationen, welche aus dem Internet oder den digitalen Sendern zum Beispiel erhalten werden, welche mit der Systemsteuereinrichtung 100 kommunizieren.
  • Wenn festgestellt wird, dass die Menge an Strom, der unter Verwenden von Sonnenenergie erzeugt wird, gleich ist oder größer ist als der vorherbestimmte Wert, wird der Strom, der in dem Photovoltaikpaneel 40 erzeugt wird, durch das PCS 6 ausgegeben, um ihn so in AC 100 V, AC 200 V, DC 250–300 V und DC 10–20 V zu verteilen. Ein Teil des ausgegebenen Stroms wird dazu gebracht, eine erhöhte Spannung von DC 250–300 V durch den Aufwärtsschaltkreis 166 aufzuweisen, und wird an den Stromversorgungsanschluss der Wärmepumpeneinheit 1 geliefert. Gleichstrom wird somit direkt an die Wärmepumpeneinheit 1 als Antriebsquelle geliefert, so dass die Wärmepumpeneinheit 1 den Siedebetrieb ausführt.
  • Im Gegensatz dazu wird, wenn festgestellt wird, dass die Menge an Strom, der unter Verwenden von Sonnenenergie erzeugt wird, geringer ist als der vorherbestimmte Wert, der Strom, der in der Batterie 4a gespeichert ist, durch das PCS 6 ausgegeben, um ihn so in AC 100 V, AC 200 V, DC 250–300 V und DC 10–20 V zu verteilen. Ein Teil des ausgegebenen Stroms wird dazu gebracht, eine erhöhte Spannung von DC 250–300 V den Aufwärtsschaltkreis 166 zu haben durch, und wird direkt an die Wärmepumpeneinheit 1 als Antriebsquelle geliefert, so dass die Wärmepumpeneinheit 1 den Siedebetrieb ausführt.
  • Während Nachtzeiten zum Beispiel, wenn die Menge an Strom, der durch das Photovoltaikpaneel 40 erzeugt wird, gleich oder geringer ist als der vorherbestimmte Wert und wenn die Menge an Strom, welcher in dem Speicherabschnitt 4 geladen ist, gleich ist oder geringer als eine vorherbestimmte Menge, wird Systemversorgungsstrom in den Auswahlschaltkreis 161 eingegeben durch den AC/DC-Konverter 162. Wenn die Menge an Strom, welcher durch das Photovoltaikpaneel 40 erzeugt wird, null ist und wenn die Menge an Strom, welcher in dem Speicherabschnitt 4 geladen ist, gleich ist oder geringer ist als eine vorherbestimmte Menge, wird der Systemstrom in den Auswahlschaltkreis 161 durch den AC/DC-Konverter 162 eingegeben. Das PCS 6 gibt somit aus und verteilt AC 100 V, AC 200 V, DC 250–300 V und DC 10–20 V. In diesem Zeitpunkt wird, wenn es eine Siedeanweisung für die Wärmepumpeneinheit 1 gibt, ein Teil von dem Ausgangsstrom dazu gebracht, eine erhöhte Spannung von DC 250–300 V durch den Aufwärtsschaltkreis 166 aufzuweisen, und wird an den Stromversorgungsanschluss der Wärmepumpeneinheit 1 geliefert. Somit wird Gleichstrom direkt an die Wärmepum peneinheit 1 als Antriebsquelle bereitgestellt, so dass die Wärmepumpeneinheit 1 den Siedebetrieb ausführt.
  • Ein Feststellungsstandard ist für die Menge von Strom definiert, welche in dem Speicherabschnitt 4 geladen ist, um festzustellen, dass der Systemversorgungsstrom einzugeben ist oder nicht. Systemversorgungsstrom wird zum Beispiel eingegeben, wenn die abnehmende Spannung von der Batterie 4a um in etwa 70% liegt. Das bedeutet, wenn in etwa 70% der Spannung von der Batterie 4a abgefallen ist im Vergleich zu einer Ausgangsspannung, wird die Systemversorgungsspannung geschaltet, eingegeben zu werden. Des Weiteren kann in einem Fall, dass der Systemversorgungsstrom eingegeben wird, zumindest ein Teil von dem AC-Ausgang direkt durch den Schalt-Schaltkreis 164 ausgegeben werden, ohne durch den Konverter 162 und den Wandler 163 hindurchzugehen.
  • Wenn der Siedebetrieb nicht erforderlich ist, kann der Strom, welcher von der natürlichen Energie erhalten wird (Sonnenenergie usw.), als eine Mehrzahl von Wechselstromarten, welche verschiedene Spannungen aufweisen, und eine Mehrzahl von Gleichstromarten, welche verschiedene Spannungen aufweisen, ausgegeben werden, und der Überschussstrom wird für den Speicherabschnitt 4 geladen. Wenn der Siedebetrieb benötigt wird und wenn ausreichend Strom von dem Stromerzeugungsabschnitt geliefert werden kann, kann der Strom, welcher von der natürlichen Energie (Sonnenenergie usw.) erhalten wird, ausgegeben werden als eine Mehrzahl von Wechselstromarten, welche verschiedene Spannungen aufweisen, und eine Mehrzahl von Gleichstromarten, welche verschiedene Spannungen aufweisen, und ein Teil von dem Ausgabe-Gleichstrom wird an die Wärmepumpeneinheit 1 geliefert.
  • Wenn der Siedebetrieb benötigt wird und wenn nicht ausreichend Strom von dem Stromerzeugungsabschnitt geliefert werden kann, kann der Strom, welcher in der Batterie 4a im Vorhinein gespeichert ist, als eine Mehrzahl von Wechselstromarten ausgegeben werden, welche verschiedene Spannungen aufweisen, und eine Mehrzahl von Gleichstromarten, welche verschiedene Spannungen aufweisen. Ein Teil des Ausgabe- Gleichstroms wird an die Wärmepumpeneinheit 1 geliefert. Des Weiteren kann, wenn der Strom, welcher von der natürlichen Energie erzeugt wird, nicht ausreichend ist oder wenn der Strom, welcher in dem Speicherabschnitt 4 nicht ausreichend ist, der Systemversorgungsstrom, der von dem Stromversorgungsunternehmen geliefert wird, für die unzureichende Menge an Strom verwendet werden. Die natürliche Energie (Sonnenenergie usw.) kann daher abhängig von der Situation verwendet werden, und der Verlust an Energie kann verringert werden. Somit kann Energie effizient genutzt werden.
  • Vorteile des Heißwasser-Versorgungssystems werden beschrieben werden. Das Heißwasser-Versorgungssystem umfasst den Speicherabschnitt 4 und das PCS 6. Der Speicherabschnitt 4 weist die Batterie 4a auf, welche den Systemversorgungsstrom, der von dem Stromsystem des Stromversorgungsunternehmens geliefert wird, lädt und entlädt, und den systemfremden Strom, welcher erhalten wird durch Verwenden des Photovoltaikpaneels 40 als Stromerzeugungsabschnitt aus der Sonnenenergie, welches ein Beispiel für die natürliche Energie ist. Das PCS 6 ist der Stromsteuerabschnitt, um das Laden und Entladen des Speicherabschnitts 4 zu steuern, und zumindest einer von dem Systemversorgungsstrom, dem systemfremden Strom und dem Strom, welcher von dem Speicherabschnitt 4 entladen wird, wird in das PCS 6 eingegeben, um eine Mehrzahl von Wechselstromarten auszugeben, welche verschiedene Spannungen aufweisen, und eine Mehrzahl von Gleichstromarten, welche verschiedene Spannungen aufweisen. Das Heißwasser-Versorgungssystem umfasst des Weiteren den Tank 3, die Wärmepumpeneinheit 1 und den Wärmetauascher 7. Der Tank 3 speichert Fluid, welches als heißes Wasser zu liefern ist. Die Wärmepumpeneinheit 1 erwärmt Fluid, das in dem Tank 3 gespeichert ist, durch eine Anweisung des PCS 6 als ein Heizabschnitt. Der Wärmetauscher 7 steuert die Temperatur des PCS 6 durch ein Strömenlassen von Fluid von dem Tank 3, um eine Menge von Wärme zu übertragen, als der Temperatursteuerabschnitt.
  • Dementsprechend kann aufgrund des Wärmetauschers 7 als der Temperatursteuerabschnitt das Fluid von dem Tank 3, welches als heißes Wasser zu liefern ist, verwendet werden für die Temperatursteuerung des PCS 6, wobei dadurch das PCS 6 in geeigneter Art und Weise das Laden und Entladen des Speicherabschnitts 4 ausführen kann und das Liefern von den Wechselstromarten, welche verschiedene Spannungen aufweisen, und den Gleichstromarten, welche verschiedene Spannungen aufweisen. Des Weiteren kann die Wärme, welche in dem Tank 3 gespeichert ist, effektiv für die Temperatursteuerung von sowohl dem heißen Wasser als auch dem Stromsteuerabschnitt verwendet werden, wobei dadurch der Strom, welcher von der natürlichen Energie erhalten wird, effektiv für die Gesamtheit von dem Heißwasser-Versorgungssystem verwendet werden kann. Dadurch kann Energie für die Gesamtheit des Heißwasser-Versorgungssystems eingespart werden.
  • Der Heizabschnitt ist eine Wärmepumpe in den Ausführungsformen, jedoch ist der Heizabschnitt nicht auf die Wärmepumpe beschränkt. In alternativer Art und Weise kann der Heizabschnitt zum Beispiel ein elektrisches Heizgerät sein.
  • Der Ausgangsstrom des PCS 6 wird in der zweiten Ausführungsform weiterhin verteilt in AC 100 V, AC 200 V, DC 250–300 V und DC 10–20 V. Die Wechselstromarten, welche verschiedene Spannungen aufweisen, und die Gleichstromarten, welche verschiedene Spannungen aufweisen, sind jedoch nicht beschränkt auf AC 100 V, AC 200 V, DC 250–300 V und DC 10–20 V.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • Ein Heißwasser-Versorgungssystem einer dritten Ausführungsform umfasst einen Hilfswärmeaustauschabschnitt im Vergleich mit den Heißwasser-Versorgungssystemen der ersten und der zweiten Ausführungsform. Der Hilfswärmeaustauschabschnitt bringt thermisch ein zweites Fluid, welches durch einen Speicherabschnitt 4 hindurchgeht, und ein PCS 6 in Kontakt, um in einen Wärmetauscher 7 zu strömen, und ein erstes Fluid, um in einen Tank 3 zu strömen. Die 11 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Konstruktion des Heißwasser-Versorgungssystems darstellt. Vorteile der dritten Ausführungsform sind in etwa ähnlich zu denjenigen der ersten und zweiten Ausführungsform, außer für einen Wärmetauscher 39.
  • Wie es in der 11 gezeigt ist, ist der Hilfswärmeaustauschabschnitt der Wärmetauscher 39, welcher einen ersten fluidseitigen Durchlass 39a und einen zweiten fluidseitigen Durchlass 39b umfasst. Der erste fluidseitige Durchlass 39a ist in einem Zirkulationsrohr 30 angeordnet, welches ein Schaltventil 11 und ein Schaltventil 12 verbindet. Der zweite fluidseitige Durchlass 39b ist in einem zweiten fluidseitigen Rohr 34 angeordnet, welches ein Schaltventil 13 und einen zweiten fluidseitigen Durchlass des Wärmetauschers 7 verbindet. Wärme wird zwischen dem ersten Fluid, welches durch den ersten fluidseitigen Durchlass 39a strömt, und einem zweiten Fluid, welches durch den zweiten fluidseitigen Durchlass 39b strömt, ausgetauscht.
  • Gemäß der dritten Ausführungsform kann aufgrund des Wärmetauschers 39 Wärme von dem zweiten Fluid, welches in dem zweiten fluidseitigen Rohr 34 zirkuliert, an das erste Fluid bereitgestellt werden, um in den Tank 3 zu strömen. In einem Fall, dass sowohl der Siedebetrieb der Wärmepumpeneinheit 1 als auch der Betrieb der Stromsektion, wie des Speicherabschnitts oder des PCS 6, gleichzeitig ausgeführt werden, wird daher die Temperatur des ersten Fluids durch das zweite Fluid durch den Wärmeaustausch erhöht. Der Hilfswärmeaustauschabschnitt kann somit den Siedebetrieb der Wärmepumpeneinheit 1 derart unterstützen, dass Energie für den Siedebetrieb eingespart werden kann, da eine Zielsiedetemperatur gesteuert werden kann, niedrig zu sein.
  • (Andere Ausführungsformen)
  • Das Photovoltaikpaneel 40, welches Strom unter Verwenden der Sonnenenergie erzeugt, ist als ein Beispiel für den Stromerzeugungsabschnitt in den Ausführungsbeispielen beschrieben. Natürliche Energie umfasst jedoch anderes als die Sonnenenergie, zum Beispiel Windkraftenergie und Wasserkraftenergie. Der Stromerzeugungsabschnitt kann eine Rotationsmaschine sein, um unter Verwendung der Windkraftenergie, der Wasserkraftenergie usw. zu drehen.
  • Das Betriebskältemittel, welches in einem Kreislauf in der Wärmepumpeneinheit 1 strömt, ist nicht auf Kohlendioxid beschränkt und kann ein anderes Kältemittel, wie zum Beispiel Chlorfluorkohlenwasserstoff, sein.
  • Die Wärmepumpeneinheit 1 der Ausführungsformen weist einen überkritischen Wärmepumpenkreislauf auf, in welchem ein Druck des Kältemittels gleich ist oder größer ist als der kritische Druck, ist jedoch nicht darauf beschränkt, den superkritischen Wärmepumpenkreislauf aufzuweisen. Die Wärmepumpeneinheit 1 kann einen Wärmepumpenkreislauf aufweisen, in welchem ein Druck des Kältemittels geringer ist als der kritische Druck.
  • Das Erwärmen und das Kühlen des PCS 6 werden in den Ausführungsformen durch Verwenden des Wärmetauschers 7 ausgeführt, jedoch sind das Erwärmen und das Kühlen des PCS 6 nicht darauf beschränkt, unter Verwenden des Wärmetauschers 7 ausgeführt zu werden. Alternativ kann das PCS 6 direkt durch strömendes Wasser von dem Tank 3 in den Durchlass 6a des PCS 6 gekühlt oder erwärmt werden.
  • Der Kühlbetrieb oder der Wärmbetrieb wird in Bezug auf die Batterie 4a in den Ausführungsformen ausgeführt, wenn die Temperatur der Batterie 4a nicht in dem vorherbestimmten Temperaturbereich ist. Alternativ kann eine Zeitperiode berechnet werden, welche für den Kühlbetrieb oder den Wärmbetrieb erforderlich ist, um die Temperatur der Batterie 4a in den vorherbestimmten Temperaturbereich zu bringen, basierend auf zumindest einem von einer Zeitperiode, welche erforderlich ist zum Vervollständigen des Ladens der Batterie 4a, einer Außenlufttemperatur, einer Temperatur der Batterie 4a und einer Temperatur, welche durch einen Thermistor erfasst wird, der an einer unteren Position des Tanks 3 unter den Thermistoren 20 erfasst wird. Der Kühlbetrieb oder der Wärmbetrieb kann durch die berechnete Zeitperiode früher gestartet werden als ein Startzeitpunkt eines Siedebetriebs der Wärmepumpeneinheit 1.
  • Die Temperaturen der Batterie 4a und des PCS 6 werden in den Ausführungsformen unter Verwenden von Wasser gesteuert, welches in dem Heißwasser-Versorgungssystem strömt. Alternativ können die Temperaturen der Batterie 4a und des PCS 6 gesteuert werden unter Verwenden von Luft, welche durch einen Verdampfer der Wärmepumpeneinheit 1 hindurchgeht.
  • Solche Änderungen und Modifikationen sollen verstanden werden als innerhalb der Reichweite der vorliegenden Erfindung umfasst zu sein, wie sie in den angehängten Ansprüchen definiert ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 05-095639 A [0002]

Claims (9)

  1. Heißwasser-Versorgungssystem, aufweisend: einen Stromspeicherabschnitt (4), welcher eine Batterie (4a) aufweist, die fähig ist zum Laden und Entladen von elektrischem Strom; einen Heizabschnitt (1) zum Aufheizen von Fluid, welches als Heißwasser zu liefern ist; einen Tank (3) zum Speichern von durch den Heizabschnitt (1) aufgeheiztem Fluid; einen Stromsteuerabschnitt (6) zum Steuern des Ladens und des Entladens des Speicherabschnitts; und einen Temperatursteuerabschnitt (7) zum Steuern einer Temperatur des Stromsteuerabschnitts (6) durch Strömenlassen von Fluid, welches in dem Tank gespeichert ist, um eine Menge von Wärme zu transferieren.
  2. Heißwasser-Versorgungssystem nach Anspruch 1, wobei der Heizabschnitt (1) durch Strom angetrieben wird, welcher von einer Stromquelle geliefert wird, die ausgewählt ist unter einer Mehrzahl von Stromquellen, und wobei die Mehrzahl von Stromquellen die Batterie umfasst, einen Systemstrom, welcher von einem Stromversorgungsunternehmen geliefert wird, und einen systemfremden Strom, der erzeugt wird durch Verwenden von natürlicher Energie.
  3. Heißwasser-Versorgungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Stromsteuerabschnitt (6) eine Mehrzahl von Stromarten ausgibt, welche verschiedene Spannungen aufweisen.
  4. Heißwasser-Versorgungssystem nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin aufweisend: einen Stromerzeugungsabschnitt (40) zum Erzeugen von Strom unter Verwenden von natürlicher Energie, wobei der Speicherabschnitt (4) den Strom, welcher durch den Stromerzeugungsabschnitt (40) erzeugt wird, lädt und entlädt, der Heizabschnitt (1) durch Gleichstrom angetrieben wird unter Verwenden des Stroms, der von der natürlichen Energie erhalten wird, und der Stromsteuerabschnitt (6) eine Versorgungsquelle von Gleichstrom, welcher den Heizabschnitt (1) antreibt, zwischen dem Stromerzeugungsabschnitt (40) oder dem Speicherabschnitt (4) auswählt und den Gleichstrom und das Laden und Entladen des Speicherabschnitts (4) steuert.
  5. Heißwasser-Versorgungssystem nach Anspruch 2, wobei der Tank (3) derart mit Fluid gefüllt ist, dass eine Wärmemenge für heißes Wasser, welches zu liefern ist, gespeichert ist, der Speicherabschnitt (4) den Systemstrom lädt und entlädt, welcher von einem Stromsystem des Stromversorgungsunternehmens geliefert wird, und den systemfremden Strom, welcher erzeugt wird unter Verwenden der natürlichen Energie, wobei der systemfremde Strom verschieden ist von dem Systemstrom, der Stromsteuerabschnitt (6) eine Mehrzahl von alternierenden Stromarten ausgibt, welche verschiedene Spannungen aufweisen, und eine Mehrzahl von Gleichstromarten, welche verschiedene Spannungen aufweisen, durch Eingeben von zumindest einem von dem Systemstrom, dem systemfremden Strom und Strom, welcher von dem Speicherabschnitt entladen wird, und der Heizabschnitt (1) eine Heizeinrichtung vom Typ Wärmepumpe ist, um das Fluid, welches in dem Tank gespeichert ist, durch eine Ausgabe von dem Stromsteuerabschnitt (6) aufzuheizen.
  6. Heißwasser-Versorgungssystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Tank (3) und der Stromsteuerabschnitt (6) in einem gleichen Gehäuse (2) angeordnet sind.
  7. Heißwasser-Versorgungssystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Temperatursteuerabschnitt aufweist: einen ersten fluidseitigen Zirkulationskreislauf (30, 33), durch welchen ein erstes Fluid, welches in dem Tank gespeichert ist, zirkuliert, einen zweiten fluidseitigen Zirkulationskreislauf (34), durch welchen ein zweites Fluid zirkuliert, welches durch den Stromsteuerabschnitt hindurchgeht, und einen Wärmeaustauschabschnitt (7), durch welchen das erste Fluid und das zweite Fluid Wärme austauschen.
  8. Heißwasser-Versorgungssystem nach Anspruch 7, wobei der Temperatursteuerabschnitt des Weiteren einen Wärmetauscher (39) umfasst, um einen thermischen Kontakt herzustellen zwischen einem zweiten Fluid, welches durch den Stromsteuerabschnitt hindurchgeht, um in den Wärmeaustauschabschnitt zu strömen, und einem ersten Fluid, um in den Tank zu strömen.
  9. Heißwasser-Versorgungssystem nach irgendeinem der Ansprüche 1–8, wobei der Temperatursteuerabschnitt des Weiteren eine Temperatur des Speicherabschnitts durch Strömenlassen von Fluid, das in dem Tank gespeichert ist, derart steuert, um eine Menge von Wärme zu transferieren, und der Speicherabschnitt und der Tank in einem gleichen Gehäuse (2) angeordnet sind.
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